हवेचे गुणधर्म
हवा भरलेला फुटबॉल सपाट फुटबॉलपेक्षा जड वाटतो. सायकलचे टायर, फुगा आणि मोटारीचे टायर सगळे डोळ्यांना न दिसणाऱ्या गोष्टीने भरलेले असतात : हवा. हवा जागा व्यापते आणि तिला वजन असते.
हवा हे वायूंचे एकजिनसी मिश्रण (homogeneous mixture) आहे. तिला वस्तुमान व वजन असते आणि ती जागा व्यापते.
आकृतीत : आकृतीत हवेला वजन असते : काडी हवा भरलेल्या फुग्याकडे (A) झुकते, जो रिकाम्या फुग्यापेक्षा (B) जड आहे.
नियम 1 : हवेला वजन असते आणि ती जागा व्यापते — हवा भरलेला फुगा रिकाम्या फुग्यापेक्षा जड असतो, म्हणून हवेला वजन असते. तो फुगा फुगवते, म्हणून ती जागाही व्यापते.
- सोपे : हवा भरलेला फुगा काडी खाली झुकवतो.
- मध्यम : हवा भरलेला फुटबॉल सपाट फुटबॉलपेक्षा जास्त जागा घेतो.
- परीक्षेसाठी : एकाच आकाराचे आणि पदार्थाचे दोन फुगे : हवा भरलेला जड असतो, म्हणून काडी त्याकडे झुकते.
नियम 2 : हवेचे इतर उपयोग — हवा ध्वनीच्या प्रसारणास मदत करते आणि उष्णता शोषून पृथ्वी उबदार ठेवते.
- सोपे : आपल्याला घंटा ऐकू येते कारण ध्वनी हवेतून प्रवास करतो.
- मध्यम : हवेने उष्णता शोषली नसती तर रात्री पृथ्वी खूप थंड झाली असती.
- परीक्षेसाठी : हवा मिश्रण आहे कारण तिचे वायू रासायनिकरीत्या जोडलेले नाहीत.
हवा : वायूंचे मिश्रण, वजन असते, जागा व्यापते, ध्वनी वाहते, पृथ्वी उबदार ठेवते.
हवा दिसत नाही म्हणून तिला वजन नसते असे समजणे. फुगा सिद्ध करतो की वजन असते.
आठवणीची युक्ती : हवा = वजनदार वायूंचे मिश्रण.
फरक ओळखा
| गुणधर्म | हवा |
|---|---|
| प्रकार | वायूंचे एकजिनसी मिश्रण |
| वजन | वजन असते |
| जागा | जागा व्यापते |
सरावासाठी प्रश्न
- 1हवा म्हणजे काय?
- 2हवेला वजन असते का?
- 3हवा जागा व्यापते का?
- 4हवा ध्वनीला कशी मदत करते?
- 5हवा पृथ्वी उबदार कशी ठेवते?
- 6फुग्याच्या प्रयोगातून काय दिसते?
- 7हवेला संयुग न म्हणता मिश्रण का म्हणतात?
- 8सना म्हणते रिकामा आणि फुगवलेला फुगा सारखाच वजनाचा असतो. ती हे कसे तपासेल?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1वायूंचे एकजिनसी मिश्रण.
- 2होय
- 3होय
- 4ध्वनी हवेतून प्रवास करतो.
- 5उष्णता शोषून.
- 6हवेला वजन असते, कारण हवा भरलेला फुगा जड असतो.
- 7त्यातील वायू फक्त मिसळलेले आहेत, रासायनिकरीत्या जोडलेले नाहीत.
- 8दोन्ही संतुलित काडीवर टांगावे; काडी हवा भरलेल्या फुग्याकडे झुकते.
हवेचा दाब आणि आर्द्रता
स्ट्रॉने पिता येते ते हवेच्या दाबामुळे. पावसाळ्यात ओले कपडे हळू वाळतात कारण हवेत आधीच बाष्प भरलेले असते. थंड सकाळी गवतावर दव साचते. आपल्या भोवतीची हवा सतत काम करत असते.
हवेच्या गतिमान रेणूंनी दिलेला दाब म्हणजे वातावरणीय दाब. हवेतील बाष्पाचे प्रमाण म्हणजे आर्द्रता (humidity). बर्नूलीचे तत्त्व : प्रवाहाचा वेग वाढला की त्याचा दाब कमी होतो.
आकृतीत : आकृतीत उंच जाताना वातावरणीय दाब कमी होतो : समुद्रसपाटीजवळ (A) हवा दाट आणि शिखरावर (C) विरळ आहे.
नियम 1 : वातावरणीय दाब — तो सर्व दिशांना समान कार्य करतो. समुद्रसपाटीला तो सुमारे 1,01,400 N/m² असतो. तो वायुदाबमापकाने (barometer) मोजतात आणि उंचीबरोबर कमी होतो.
- सोपे : समुद्रसपाटीवर दाब सर्वाधिक.
- मध्यम : पर्वत शिखरावर हवा विरळ असल्याने दाब समुद्रसपाटीपेक्षा कमी.
- परीक्षेसाठी : चढताना वायुदाबमापकाचे वाचन कमी होते.
आकृतीत : बर्नूलीच्या तत्त्वाच्या आकृतीत दोन कागदांमध्ये हवा फुंकली की तेथील दाब (A) बाहेरच्या दाबापेक्षा (B) कमी होतो, म्हणून कागद एकमेकांजवळ येतात.
नियम 2 : बर्नूलीचे तत्त्व — जेथे हवेचा वेग जास्त तेथे दाब कमी. म्हणून दोन कागदांमध्ये फुंकल्यावर ते जवळ येतात.
- सोपे : दोन कागदांमध्ये फुंका : ते जवळ येतात.
- मध्यम : वेगवान हवा → कमी दाब; मंद हवा → जास्त दाब.
- परीक्षेसाठी : बाहेरचा दाब (B) आतल्या (A) पेक्षा जास्त असतो आणि तो कागदांना एकत्र ढकलतो.
आकृतीत : आकृतीत वारा जास्त दाबाच्या प्रदेशाकडून (A) कमी दाबाच्या प्रदेशाकडे (B) वाहतो.
नियम 3 : वारा — वारा जास्त दाबाच्या प्रदेशाकडून कमी दाबाच्या प्रदेशाकडे वाहतो.
- सोपे : जास्त → कमी दाब : वाऱ्याची दिशा.
- मध्यम : A चा दाब B पेक्षा जास्त असेल तर वारा A कडून B कडे वाहतो.
- परीक्षेसाठी : दाबातील फरक जितका जास्त, तितका वारा जोरदार.
आकृतीत : आकृतीत हवेतील बाष्प (C) बर्फाच्या थंड ग्लासावर (A) बाहेरच्या बाजूला थेंबांत (B) बदलते.
नियम 4 : आर्द्रता आणि दव — आर्द्रता हवेच्या बाष्प धरण्याच्या क्षमतेवर अवलंबून. थंड हवा बाष्प गमावते तेव्हा दव तयार होते.
- सोपे : थंड ग्लासवरील थेंब : हवेतील बाष्प.
- मध्यम : थंड सकाळी गवतावरील दव : थंड हवेतून बाष्प सुटते.
- परीक्षेसाठी : दमट दिवशी कपडे हळू वाळतात कारण हवेत आधीच खूप बाष्प असते.
उंचीबरोबर दाब कमी होतो. वेगवान हवा = कमी दाब. वारा : जास्त → कमी दाब.
हवा फक्त खालच्या दिशेने दाबते असे समजणे. वातावरणीय दाब सर्व दिशांना कार्य करतो.
आठवणीची युक्ती : वेग वाढला = दाब घटला; वारा : जास्त → कमी.
फरक ओळखा
| मुद्दा | नियम |
|---|---|
| वातावरणीय दाब | उंचीबरोबर कमी |
| बर्नूलीचे तत्त्व | वेग वाढला, दाब कमी |
| वारा | जास्त ते कमी दाब |
सरावासाठी प्रश्न
- 1वातावरणीय दाब म्हणजे काय?
- 2हवेचा दाब कोणत्या उपकरणाने मोजतात?
- 3समुद्रसपाटीवर हवेचा दाब किती असतो?
- 4बर्नूलीचे तत्त्व सांगा.
- 5वारा कोणत्या प्रदेशाकडे वाहतो?
- 6आर्द्रता म्हणजे काय?
- 7दोन कागदांमध्ये फुंकल्यावर ते जवळ का येतात?
- 8ठिकाण A चा दाब 1000 आणि ठिकाण B चा 990 (समान एकके) आहे. वारा कोणत्या दिशेने वाहील आणि थंड ग्लासावर थेंब का येतात?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1गतिमान हवेच्या रेणूंनी दिलेला दाब.
- 2वायुदाबमापक
- 3सुमारे 1,01,400 N/m².
- 4प्रवाहाचा वेग वाढला की त्याचा दाब कमी होतो.
- 5जास्त दाबाकडून कमी दाबाकडे.
- 6हवेतील बाष्पाचे प्रमाण.
- 7वेगवान हवेमुळे मधला दाब कमी होतो; बाहेरचा दाब त्यांना एकत्र ढकलतो.
- 8A कडून B कडे; हवेतील बाष्प थंड पृष्ठभागावर घनरूप होते.
पाण्याचे गुणधर्म
पाणी ग्लास, बाटली किंवा बादलीचा आकार घेते, तरी 200 mL पाणी कोणत्याही भांड्यात 200 mL च राहते. पेयात बर्फ तरंगतो. साखर चहात विरघळते. पाण्याचे अनेक विशेष गुणधर्म आहेत.
प्रवाही पदार्थाला स्वतःचा आकार नसतो पण तो वाहतो. पाणी हा निश्चित आकारमान असलेला प्रवाही पदार्थ आहे. सार्वत्रिक द्रावक अनेक पदार्थ विरघळवते.
आकृतीत : आकृतीत पाण्याला स्वतःचा आकार नसतो, म्हणून ते भांड्याचा आकार घेते, पण त्याचे आकारमान (येथे 200 mL) तेच राहते.
नियम 1 : निश्चित आकारमानाचा प्रवाही — पाणी भांड्याचा आकार घेते पण आकारमान तेच ठेवते.
- सोपे : बाटलीतील 300 mL पाणी वाटीत ओतले तरी 300 mL च राहते.
- मध्यम : 500 mL पाणी 2 ग्लासांत समान ओतले तर प्रत्येकात 500 ÷ 2 = 250 mL.
- परीक्षेसाठी : 250 mL आणि 150 mL चे ग्लास एकत्र ओतले तर 250 + 150 = 400 mL : आकारमान बदलत नाही.
आकृतीत : आकृतीत पाणी गोठताना प्रसरण पावते (Q ठिपक्यांच्या रेषेच्या वर जाते), म्हणून पूर्ण भरलेली काचेची बाटली फ्रीजरमध्ये तडकते. बर्फ पाण्यापेक्षा हलका असल्याने तरंगतो.
नियम 2 : गोठताना प्रसरण आणि द्रावक — पाणी गोठताना प्रसरण पावते, म्हणून बर्फ तरंगतो. पाणी सार्वत्रिक द्रावक आहे : द्राव्य + द्रावक = द्रावण. उपयोग : वाहतूक, वीज, शीतक आणि स्वच्छता.
- सोपे : साखर (द्राव्य) + पाणी (द्रावक) = साखरेचे द्रावण.
- मध्यम : वाहनाच्या रेडिएटरमध्ये पाणी शीतक म्हणून वापरतात.
- परीक्षेसाठी : काचेची बाटली पूर्ण पाण्याने भरून फ्रीजरमध्ये ठेवू नका; बर्फ प्रसरण पावून ती तडकू शकते.
पाणी : आकार नाही, आकारमान निश्चित, गोठताना प्रसरण, सार्वत्रिक द्रावक.
पाण्याचा आकार निश्चित असतो किंवा भांड्यानुसार आकारमान बदलते असे समजणे. आकार बदलतो; आकारमान नाही.
आठवणीची युक्ती : द्राव्य + द्रावक = द्रावण; बर्फ हलका, म्हणून तरंगतो.
फरक ओळखा
| गुणधर्म | पाणी |
|---|---|
| आकार | भांड्याचा आकार घेते |
| आकारमान | निश्चित |
| गोठताना | प्रसरण; बर्फ तरंगतो |
सरावासाठी प्रश्न
- 1प्रवाही पदार्थ म्हणजे काय?
- 2पाण्याचे आकारमान निश्चित असते का?
- 3बर्फ पाण्यावर का तरंगतो?
- 4सार्वत्रिक द्रावक म्हणजे काय?
- 5द्रावणाचे समीकरण लिहा.
- 6पाण्याचे दोन उपयोग सांगा.
- 7250 mL आणि 150 mL चे दोन ग्लास एका जगात ओतले. जगातील पाण्याचे आकारमान किती?
- 8पूर्ण भरलेली काचेची बाटली फ्रीजरमध्ये ठेवणे धोकादायक का?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1स्वतःचा आकार नसलेला आणि वाहणारा पदार्थ.
- 2होय
- 3गोठताना पाणी प्रसरण पावते, म्हणून बर्फ पाण्यापेक्षा हलका असतो.
- 4अनेक पदार्थ विरघळवणारा द्रव, जसे पाणी.
- 5द्राव्य + द्रावक = द्रावण
- 6वाहतूक आणि स्वच्छता (तसेच वीज, शीतक).
- 7250 + 150 = 400 mL
- 8गोठणारे पाणी प्रसरण पावते आणि बाटली तडकू शकते.
घनता आणि पाण्याचे असंगत वर्तन
दगड बुडतो आणि लाकडी काडी तरंगते असे का? नदीपेक्षा समुद्रात तरंगणे सोपे का? उत्तर घनतेत आहे; ती दिलेल्या जागेत किती पदार्थ भरलेला आहे ते सांगते.
घनता = वस्तुमान ÷ आकारमान (एकक g/cc). पाण्याचे असंगत वर्तन म्हणजे 4 °C च्या खाली पाणी थंड होताना आकुंचन पावण्याऐवजी प्रसरण पावते.
आकृतीत : आकृतीत पाण्याची घनता तापमानानुसार (रेखाटन) 4 °C ला (B) सर्वाधिक आहे. 4 °C च्या खाली थंड होताना पाणी प्रसरण पावते, हे त्याचे असंगत वर्तन.
नियम 1 : पाण्याचे असंगत वर्तन — पाण्याची घनता 4 °C ला सर्वाधिक असते. 4 °C च्या खाली पाणी प्रसरण पावते, म्हणून घनता कमी होते.
- सोपे : 4 °C ला सर्वाधिक घनता.
- मध्यम : 4 °C च्या खाली पाणी हलके (कमी घनतेचे).
- परीक्षेसाठी : 4 °C चे पाणी सर्वाधिक घनतेचे असल्याने ते तलावाच्या तळाशी राहते.
आकृतीत : आकृतीत तलावात बर्फ (A) वरच्या बाजूला तयार होतो आणि त्याखालचे पाणी (B) द्रव राहते, म्हणून मासे (C) जगतात.
नियम 2 : तलाव वरून का गोठतात — 4 °C चे थंड पाणी खाली जाते आणि 4 °C खालील पाणी वर राहून तेथे गोठते. खालचे पाणी द्रव राहते, म्हणून जलचर जगतात.
- सोपे : तलावावर बर्फ वरच्या भागात तयार होतो.
- मध्यम : खालचे पाणी सुमारे 4 °C ला द्रव राहते.
- परीक्षेसाठी : पाण्याला हे असंगत वर्तन नसते तर तलाव तळापासून गोठले असते आणि मासे मेले असते.
आकृतीत : आकृतीत घनता = वस्तुमान ÷ आकारमान. 180 g चा ठोकळा पाणी 100 cc वरून 160 cc पर्यंत वाढवतो, म्हणून त्याचे आकारमान 60 cc आणि घनता 3 g/cc.
नियम 3 : घनता काढणे — घनता = वस्तुमान ÷ आकारमान. अनियमित घनपदार्थाचे आकारमान = तो पाण्यात बुडवल्यावर पातळीतील वाढ.
- सोपे : 120 g, 40 cc : घनता = 120 ÷ 40 = 3 g/cc.
- मध्यम : 120 g चा दगड पाणी 100 cc वरून 150 cc करतो. आकारमान = 150 − 100 = 50 cc. घनता = 120 ÷ 50 = 2.4 g/cc.
- परीक्षेसाठी : लाकडाच्या तुकड्याचे वस्तुमान 50 g, आकारमान 100 cc : घनता = 50 ÷ 100 = 0.5 g/cc. पाणी 1 g/cc आहे, म्हणून लाकूड तरंगते.
आकृतीत : आकृतीत बटाटा साध्या पाण्यात (P) बुडतो पण खारट पाण्यात (Q) तरंगतो, कारण विरघळलेले मीठ पाण्याची घनता वाढवते.
नियम 4 : बुडणे आणि तरंगणे — वस्तूची घनता द्रवापेक्षा कमी असेल तर ती तरंगते, जास्त असेल तर बुडते. विरघळलेले मीठ समुद्राच्या पाण्याची घनता वाढवते.
- सोपे : पाण्यापेक्षा कमी घनता : तरंगते.
- मध्यम : पाण्यापेक्षा जास्त घनता : बुडते.
- परीक्षेसाठी : समुद्राच्या पाण्यात तरंगणे सोपे कारण त्याची घनता जास्त.
घनता = वस्तुमान ÷ आकारमान. पाणी 4 °C ला सर्वाधिक घन. बर्फ तरंगतो.
जड वस्तू नेहमी बुडते असे समजणे. फक्त वजन नाही, घनता महत्त्वाची : मोठे जहाज तरंगते.
आठवणीची युक्ती : घ = व ÷ आ (वस्तुमान भागिले आकारमान); 4 °C = सर्वाधिक घन.
फरक ओळखा
| वस्तू | पाण्याशी घनता | परिणाम |
|---|---|---|
| लाकूड (0.5 g/cc) | 1 पेक्षा कमी | तरंगते |
| दगड (2.4 g/cc) | 1 पेक्षा जास्त | बुडतो |
| बर्फ | पाण्यापेक्षा कमी | तरंगतो |
सरावासाठी प्रश्न
- 1घनतेचे सूत्र लिहा.
- 2पाण्याची घनता कोणत्या तापमानाला सर्वाधिक असते?
- 3पाण्याचे असंगत वर्तन म्हणजे काय?
- 4गोठलेल्या तलावात मासे का जगतात?
- 5घनता काढा : वस्तुमान 120 g, आकारमान 40 cc.
- 6120 g चा दगड पाणी 100 cc वरून 150 cc करतो. त्याची घनता काढा.
- 7एका वस्तूचे वस्तुमान 50 g आणि आकारमान 100 cc आहे. ती पाण्यात (1 g/cc) बुडेल की तरंगेल?
- 8बटाटा साध्या पाण्यात बुडतो. तो तरंगावा म्हणून काय घालाल आणि का?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1घनता = वस्तुमान ÷ आकारमान
- 24 °C
- 34 °C च्या खाली ते थंड होताना आकुंचनाऐवजी प्रसरण पावते.
- 4बर्फ वरच्या भागात तयार होतो आणि खालचे पाणी द्रव राहते.
- 5120 ÷ 40 = 3 g/cc
- 6आकारमान 50 cc; घनता 120 ÷ 50 = 2.4 g/cc.
- 7घनता 0.5 g/cc; ती तरंगेल.
- 8मीठ; ते पाण्याची घनता बटाट्याच्या घनतेपेक्षा वाढवते.
माती
महाराष्ट्रातील शेतातील माती काळी दिसते, नदीकाठची तपकिरी आणि समुद्रकिनारी वाळू असते. प्रत्येकात वनस्पती वेगळ्या वाढतात. शेतकरी पेरणीपूर्वी मातीचा नीट अभ्यास करतात.
माती म्हणजे खडकांचे कण आणि कुजलेले पदार्थ यांनी बनलेला पृथ्वीचा वरचा थर. तीन मुख्य प्रकार : वालुकामय, गाळाची आणि चिकणमाती. pH मातीची आम्लता किंवा आम्लारिता दाखवतो.
आकृतीत : आकृतीत वालुकामय मातीचे कण मोठे असून पाणी लवकर निचरते, गाळाची माती मध्यम आणि चिकणमातीचे कण अतिशय लहान असून ती सर्वाधिक पाणी धरते. (नमुना आकड्यांसह रेखाटन.)
नियम 1 : मातीचे प्रकार — रंगावरून सुपीकता कळते. वालुकामय माती पाणी लवकर निचरते, नांगरायला सोपी पण कमी सुपीक. गाळाची माती मध्यम आणि सुपीक. चिकणमातीचे कण लहान आणि ती पाणी धरते. मातीची रचना सुपीकतेवर परिणाम करते.
- सोपे : वालुकामय : पाणी लवकर निचरते, कमी सुपीक.
- मध्यम : गाळाची : मध्यम, सुपीक.
- परीक्षेसाठी : चिकणमाती पाणी धरते; भातासारख्या जास्त पाणी लागणाऱ्या पिकांना योग्य.
आकृतीत : आकृतीत मातीचा pH : 6.5 खाली आम्लधर्मी, 6.5 ते 7.5 उदासीन आणि 7.5 पेक्षा जास्त आम्लारिधर्मी. रेखाटनात A आम्लधर्मी, B उदासीन आणि C आम्लारिधर्मी आहे.
नियम 2 : मातीचा pH आणि काळजी — आम्लधर्मी : pH 6.5 खाली. उदासीन : 6.5–7.5. आम्लारिधर्मी : 7.5 पेक्षा जास्त. मातीचे उपयोग : भांडी (घडवता येणे), चिनी माती, शाडू, टेराकोटा, मुलतानी. पिकांची फेरपालट करा. जागतिक मृदा दिन 5 डिसेंबर.
- सोपे : pH 7.0 उदासीन आहे.
- मध्यम : pH 5.8 आम्लधर्मी (6.5 पेक्षा कमी).
- परीक्षेसाठी : pH 8.2 आम्लारिधर्मी (7.5 पेक्षा जास्त).
वाळू : लवकर निचरा. गाळ : सुपीक. चिकण : पाणी धरते. pH : 6.5 खाली आम्लधर्मी, 6.5–7.5 उदासीन, 7.5 वर आम्लारिधर्मी.
एकच माती सर्व पिकांना योग्य असते असे समजणे. मातीनुसार पीक निवडा आणि फेरपालट करा.
आठवणीची युक्ती : वाळू = वेगाने निचरा; गाळ = गुणकारी सुपीक; चिकण = चिकटवून पाणी धरते.
फरक ओळखा
| मातीचा प्रकार | कण | पाणी |
|---|---|---|
| वालुकामय | मोठे | लवकर निचरते |
| गाळाची | मध्यम | मध्यम; सुपीक |
| चिकणमाती | अतिशय लहान | सर्वाधिक धरते |
सरावासाठी प्रश्न
- 1मातीचे तीन प्रकार सांगा.
- 2कोणत्या मातीतून पाणी सर्वांत लवकर निचरते?
- 3कोणती माती सर्वाधिक पाणी धरते?
- 4मातीचा रंग काय दाखवतो?
- 5उदासीन मातीचा pH किती असतो?
- 6माती A चा pH 5.8, B चा 7.0 आणि C चा 8.2 आहे. प्रत्येकाचे वर्गीकरण करा.
- 7जागतिक मृदा दिन केव्हा साजरा करतात?
- 8शेतकऱ्याच्या मातीतून पाणी खूप लवकर निचरते आणि झाडे कोमेजतात. ती कोणती माती असावी आणि तो काय करू शकतो?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1वालुकामय, गाळाची आणि चिकणमाती.
- 2वालुकामय माती
- 3चिकणमाती
- 4तिची सुपीकता.
- 56.5 ते 7.5
- 6A आम्लधर्मी, B उदासीन, C आम्लारिधर्मी.
- 75 डिसेंबर
- 8वालुकामय माती; पाणी जास्त धरण्यासाठी तो चिकणमाती किंवा गाळ/सेंद्रिय पदार्थ मिसळू शकतो.
झटपट उजळणी
- हवेला वजन असते; उंचीबरोबर दाब कमी होतो; बर्नुलीचे तत्त्व.
- पाण्याची घनता 4 °C ला सर्वाधिक; बर्फ तरंगतो.
- मातीचे प्रकार : वालुकामय, गाळाची, चिकणमाती; pH चाचण्या.