प्रतियोगी परीक्षाओं के लिए सामान्य विज्ञान: जल उपचार और सौर ऊर्जा से जुड़े महत्वपूर्ण प्रश्न
परिचय: प्रतियोगी परीक्षाओं में सामान्य विज्ञान एक महत्वपूर्ण खंड है, जो आपकी विश्लेषणात्मक क्षमताओं और वैज्ञानिक अवधारणाओं की समझ का परीक्षण करता है। विभिन्न स्रोतों से प्राप्त नवीनतम जानकारी के आधार पर प्रश्नों का अभ्यास करना आपकी तैयारी को मजबूत करता है। यह विशेष अभ्यास सत्र आपको सौर ऊर्जा और जल उपचार से संबंधित महत्वपूर्ण प्रश्नों के माध्यम से इन विषयों की अपनी समझ को परखने का अवसर प्रदान करेगा।
सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)
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सौर सेल का वह भाग कौन सा है जो प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है?
- (a) कंडक्टर
- (b) इंसुलेटर
- (c) सेमीकंडक्टर (अर्धचालक)
- (d) रेसिस्टर
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): फोटोवोल्टेइक प्रभाव (Photovoltaic Effect)। यह वह घटना है जहाँ प्रकाश की फोटॉन ऊर्जा अर्धचालक सामग्री में इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करती है, जिससे विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है।
व्याख्या (Explanation): सौर सेल मुख्य रूप से अर्धचालक सामग्री (जैसे सिलिकॉन) से बने होते हैं। जब सूर्य का प्रकाश इन पर पड़ता है, तो प्रकाश की ऊर्जा अर्धचालक के इलेक्ट्रॉनों को मुक्त कर देती है, जिससे विद्युत धारा का प्रवाह शुरू होता है। कंडक्टर विद्युत का प्रवाह आसानी से होने देते हैं लेकिन स्वयं ऊर्जा रूपांतरण नहीं करते। इंसुलेटर विद्युत का प्रवाह नहीं होने देते। रेसिस्टर विद्युत प्रवाह को बाधित करते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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अमोनिया (NH₃) जल प्रदूषण का एक स्रोत है। अमोनिया के निर्माण में मुख्य रूप से कौन सी गैसें शामिल होती हैं?
- (a) नाइट्रोजन (N₂) और ऑक्सीजन (O₂)
- (b) नाइट्रोजन (N₂) और हाइड्रोजन (H₂)
- (c) ऑक्सीजन (O₂) और हाइड्रोजन (H₂)
- (d) कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) और हाइड्रोजन (H₂)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): हैबर-बॉश प्रक्रिया (Haber-Bosch Process)। यह औद्योगिक प्रक्रिया है जो उच्च तापमान और दबाव पर वायुमंडलीय नाइट्रोजन और हाइड्रोजन से अमोनिया का संश्लेषण करती है।
व्याख्या (Explanation): अमोनिया (NH₃) एक यौगिक है जो नाइट्रोजन (N) और हाइड्रोजन (H) से बनता है। औद्योगिक रूप से, इसका उत्पादन मुख्य रूप से हैबर-बॉश प्रक्रिया द्वारा किया जाता है, जिसमें नाइट्रोजन गैस (N₂) और हाइड्रोजन गैस (H₂) को एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में उच्च तापमान और दबाव पर अभिकृत किया जाता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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जल में अमोनिया की उच्च सांद्रता जलीय जीवन को कैसे प्रभावित कर सकती है?
- (a) जलीय पौधों की वृद्धि को बढ़ावा देती है
- (b) पानी के pH को बढ़ाती है, जिससे मछलियों के गलफड़ों को नुकसान पहुँच सकता है
- (c) पानी में ऑक्सीजन के स्तर को बढ़ाती है
- (d) पानी को अधिक पारदर्शी बनाती है
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अमोनिया (NH₃) पानी में घुलने पर अमोनियम आयन (NH₄⁺) और हाइड्रॉक्साइड आयन (OH⁻) बनाता है, जिससे पानी का pH बढ़ जाता है (क्षारीय हो जाता है)।
व्याख्या (Explanation): जब अमोनिया पानी में घुलता है, तो यह अमोनियम आयन और हाइड्रॉक्साइड आयन में वियोजित हो जाता है। हाइड्रॉक्साइड आयन की उपस्थिति पानी के pH को बढ़ाती है। उच्च pH जलीय जीवों, विशेष रूप से मछलियों के लिए हानिकारक हो सकता है क्योंकि यह उनके गलफड़ों को नुकसान पहुंचा सकता है, जिससे ऑक्सीजन अवशोषण और अन्य शारीरिक कार्य बाधित हो सकते हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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सौर ऊर्जा रूपांतरण में ‘सोलर कलेक्टर’ का मुख्य कार्य क्या है?
- (a) सौर ऊर्जा को सीधे विद्युत में परिवर्तित करना
- (b) सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करना और ऊष्मा के रूप में संग्रहित करना
- (c) विद्युत को ऊष्मा में परिवर्तित करना
- (d) हवा को ठंडा करना
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ऊष्मा अवशोषण (Heat Absorption) और ऊष्मा हस्तांतरण (Heat Transfer)। सोलर कलेक्टर सूर्य से आने वाले विकिरण को अवशोषित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
व्याख्या (Explanation): सोलर कलेक्टर, विशेष रूप से सौर तापीय प्रणालियों में, सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करते हैं और इस ऊर्जा को एक तरल (जैसे पानी या ग्लाइकोल) या हवा को गर्म करने के लिए उपयोग करते हैं। यह अवशोषित ऊष्मा तब विभिन्न उपयोगों के लिए या भंडारण के लिए स्थानांतरित की जाती है। सौर सेल (फोटोवोल्टेइक) सीधे प्रकाश को विद्युत में बदलते हैं, जो सोलर कलेक्टर से अलग होता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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‘अमोनिया का निष्कर्षण’ (Ammonia Extraction) किस प्रकार की प्रक्रिया को इंगित करता है?
- (a) जल के शुद्धिकरण की एक विधि
- (b) एक रासायनिक प्रतिक्रिया
- (c) एक सौर उपकरण का कार्य
- (d) उपरोक्त सभी
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अमोनिया का निष्कर्षण पानी से अमोनिया को अलग करने की एक प्रक्रिया है, जो जल उपचार का एक रूप है। यह निष्कर्षण रासायनिक और भौतिक प्रक्रियाओं का उपयोग करके किया जा सकता है, और समाचार के अनुसार, इसमें सौर ऊर्जा का उपयोग शामिल है, जो एक सौर उपकरण का कार्य है।
व्याख्या (Explanation): अमोनिया का निष्कर्षण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसका उद्देश्य दूषित जल से अमोनिया को हटाना है। यह जल शुद्धिकरण की एक विधि है। निष्कर्षण स्वयं भौतिक या रासायनिक सिद्धांतों पर आधारित हो सकता है, और चूंकि प्रश्न में सौर उपकरण का उल्लेख है, तो यह एक सौर उपकरण द्वारा निष्पादित एक रासायनिक/भौतिक प्रक्रिया है। इसलिए, तीनों विकल्प प्रासंगिक हैं।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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सौर ऊर्जा का उपयोग करके अमोनिया निष्कर्षण के संदर्भ में, ‘विद्युत-अपघट्य’ (Electrolyte) की क्या भूमिका हो सकती है?
- (a) प्रकाश को अवशोषित करना
- (b) आयनों के माध्यम से विद्युत धारा का संचालन करना
- (c) अमोनिया को तोड़ना
- (d) सौर सेल को ठंडा करना
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विद्युत अपघट्य (Electrolyte) एक ऐसा पदार्थ है जिसमें आयन होते हैं और यह विद्युत का संचालन कर सकता है। विद्युत अपघटनी प्रक्रियाओं में, यह इलेक्ट्रोड के बीच आयनों के परिवहन की सुविधा प्रदान करता है।
व्याख्या (Explanation): विद्युत अपघटनी अमोनिया निष्कर्षण प्रक्रियाओं में, एक विद्युत अपघट्य का उपयोग किया जाता है। यह एक माध्यम के रूप में कार्य करता है जिसमें आयन (जैसे NH₄⁺ और OH⁻) मौजूद होते हैं, और यह इलेक्ट्रोड के बीच विद्युत प्रवाह के लिए एक मार्ग प्रदान करता है। यह प्रक्रिया अमोनिया को पानी से अलग करने में मदद करती है। प्रकाश अवशोषण सौर सेल का काम है, अमोनिया को तोड़ना एक विशिष्ट अभिक्रिया हो सकती है, और सौर सेल को ठंडा करना एक सहायक कार्य है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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सूर्य के प्रकाश की तरंग दैर्ध्य (wavelength) का कौन सा भाग सौर ऊर्जा रूपांतरण के लिए सबसे प्रभावी होता है?
- (a) पराबैंगनी (UV)
- (b) दृश्यमान (Visible)
- (c) अवरक्त (Infrared)
- (d) सभी समान रूप से
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): फोटोवोल्टेइक प्रभाव मुख्य रूप से अर्धचालक सामग्री के ‘बैंड गैप’ (Band Gap) पर निर्भर करता है। दृश्यमान प्रकाश की ऊर्जा इस बैंड गैप के लिए सबसे उपयुक्त होती है।
व्याख्या (Explanation): सौर सेल में, अर्धचालक सामग्री (जैसे सिलिकॉन) में एक विशिष्ट बैंड गैप होता है। यह बैंड गैप निर्धारित करता है कि किस ऊर्जा (और इसलिए किस तरंग दैर्ध्य) के फोटॉन इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित कर सकते हैं। सूर्य के प्रकाश के स्पेक्ट्रम में, दृश्यमान प्रकाश की तरंग दैर्ध्य (लगभग 400-700 नैनोमीटर) वह ऊर्जा प्रदान करती है जो अधिकांश सौर सेलों के बैंड गैप के लिए सबसे प्रभावी होती है, जिससे अधिकतम विद्युत उत्पादन होता है। पराबैंगनी प्रकाश में अधिक ऊर्जा होती है लेकिन यह सेल को गर्म कर सकती है और हमेशा कुशलता से परिवर्तित नहीं होती। अवरक्त प्रकाश में कम ऊर्जा होती है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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जल से अमोनिया को हटाने के लिए उपयोग की जाने वाली ‘वायुमंडलीय अवक्षेपण’ (Stripping) विधि में मुख्य रूप से किस का उपयोग किया जाता है?
- (a) उच्च दबाव
- (b) निम्न तापमान
- (c) हवा या भाप का प्रवाह
- (d) रासायनिक अवशोषक
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): हेनरी का नियम (Henry’s Law)। यह नियम बताता है कि किसी द्रव में घुली हुई गैस की मात्रा उस गैस के द्रव की सतह पर दाब के समानुपाती होती है।
व्याख्या (Explanation): वायुमंडलीय अवक्षेपण (Air Stripping) एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें हवा या भाप का प्रवाह पानी से वाष्पशील यौगिकों (जैसे अमोनिया) को अलग करता है। हवा/भाप के प्रवाह से अमोनिया पानी से हवा/भाप में स्थानांतरित हो जाता है, जिससे पानी से अमोनिया की सांद्रता कम हो जाती है। उच्च दबाव या निम्न तापमान आमतौर पर इस प्रक्रिया के लिए अनुकूल नहीं होते हैं, और रासायनिक अवशोषक एक अलग सिद्धांत पर काम करते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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सौर तापीय प्रणालियों में, ‘एब्जॉर्बर प्लेट’ (Absorber Plate) का रंग आमतौर पर क्या होता है?
- (a) सफेद
- (b) नीला
- (c) काला
- (d) पारदर्शी
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कृष्णिका विकिरण (Blackbody Radiation) और ऊष्मा अवशोषण। काले रंग की वस्तुएं प्रकाश को सबसे अधिक अवशोषित करती हैं।
व्याख्या (Explanation): सौर तापीय कलेक्टरों में, एब्जॉर्बर प्लेट का रंग काला होता है क्योंकि काला रंग सूर्य के प्रकाश (ऊष्मा) को सबसे प्रभावी ढंग से अवशोषित करता है। यह अवशोषित ऊर्जा फिर प्लेट के माध्यम से प्रवाहित तरल को स्थानांतरित की जाती है। सफेद रंग प्रकाश को परावर्तित करता है, नीला और पारदर्शी रंग अवशोषण में उतने प्रभावी नहीं होते।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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जैविक उपचार (Biological Treatment) विधियों में, नाइट्रिफिकेशन (Nitrification) प्रक्रिया में कौन सा मुख्य परिवर्तन होता है?
- (a) अमोनिया का नाइट्रेट में ऑक्सीकरण
- (b) नाइट्रेट का नाइट्रोजन गैस में अपचयन
- (c) कार्बनिक पदार्थों का कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकरण
- (d) अमोनिया का अमोनियम आयन में रूपांतरण
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): नाइट्रिफिकेशन (Nitrification) एक दो-चरणीय जैविक प्रक्रिया है जो नाइट्रोसोमोनस (Nitrosomonas) और नाइट्रोबैक्टर (Nitrobacter) जैसे जीवाणुओं द्वारा की जाती है।
व्याख्या (Explanation): नाइट्रिफिकेशन प्रक्रिया में, अमोनिया (NH₃) या अमोनियम आयन (NH₄⁺) को पहले नाइट्राइट (NO₂⁻) में और फिर नाइट्रेट (NO₃⁻) में ऑक्सीकृत किया जाता है। यह प्रक्रिया जलीय वातावरण में अमोनिया के विषैलेपन को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है। डेनिट्रिफिकेशन (Denitrification) इसका विपरीत है, जहाँ नाइट्रेट को नाइट्रोजन गैस में बदला जाता है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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सौर ऊर्जा से सीधे बिजली उत्पन्न करने वाले उपकरण को क्या कहा जाता है?
- (a) सोलर वॉटर हीटर
- (b) सोलर पैनल (फोटोवोल्टेइक)
- (c) सोलर फर्नेस
- (d) सोलर एयर कलेक्टर
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): फोटोवोल्टेइक प्रभाव (Photovoltaic Effect) प्रकाश ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
व्याख्या (Explanation): सोलर पैनल, जिन्हें फोटोवोल्टेइक (PV) पैनल भी कहा जाता है, अर्धचालक कोशिकाओं से बने होते हैं जो सूर्य के प्रकाश को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। सोलर वॉटर हीटर गर्मी के लिए सूर्य के प्रकाश का उपयोग करता है, सोलर फर्नेस केंद्रित गर्मी के लिए, और सोलर एयर कलेक्टर हवा को गर्म करने के लिए।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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अमोनिया (NH₃) और अमोनियम आयन (NH₄⁺) के बीच संतुलन, जो पानी के pH पर निर्भर करता है, किस सिद्धांत का उदाहरण है?
- (a) गुरुत्वाकर्षण
- (b) ऊष्मागतिकी
- (c) रासायनिक संतुलन (Chemical Equilibrium)
- (d) प्रकाश संश्लेषण
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ले चेटेलियर का सिद्धांत (Le Chatelier’s Principle)। यह सिद्धांत बताता है कि यदि संतुलन में किसी प्रणाली पर कोई परिवर्तन (जैसे pH में परिवर्तन) लागू किया जाता है, तो प्रणाली उस दिशा में स्थानांतरित हो जाएगी जो परिवर्तन का विरोध करती है।
व्याख्या (Explanation): पानी में अमोनिया का घोल एक संतुलन में होता है: NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻। जब pH बदलता है, तो यह संतुलन स्थानांतरित हो जाता है। उदाहरण के लिए, pH बढ़ने पर (अधिक OH⁻ आयन), संतुलन बाईं ओर (NH₃ की ओर) स्थानांतरित हो जाता है, और pH घटने पर (कम OH⁻ आयन), संतुलन दाईं ओर (NH₄⁺ की ओर) स्थानांतरित हो जाता है। यह रासायनिक संतुलन का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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सौर ऊष्मन (Solar Heating) में, ‘ट्यूबुलर सौर कलेक्टर’ (Evacuated Tube Solar Collector) की तुलना में ‘फ्लैट-प्लेट सौर कलेक्टर’ (Flat-Plate Solar Collector) की दक्षता कम होने का मुख्य कारण क्या है?
- (a) वे कम सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करते हैं
- (b) उनमें ऊष्मा का नुकसान अधिक होता है
- (c) वे केवल सीधे सूर्य के प्रकाश का उपयोग कर सकते हैं
- (d) वे कम तापमान उत्पन्न करते हैं
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): चालन (Conduction), संवहन (Convection) और विकिरण (Radiation) द्वारा ऊष्मा की हानि। निर्वात (Vacuum) ऊष्मा के संवहन और चालन को बहुत कम कर देता है।
व्याख्या (Explanation): निर्वातित ट्यूब सौर कलेक्टरों में, कांच की ट्यूबों के बीच निर्वात होता है, जो अवशोषित प्लेट से गर्मी के नुकसान को काफी कम कर देता है। फ्लैट-प्लेट कलेक्टरों में, अवशोषित प्लेट और बाहरी आवरण के बीच वायु होती है, जो संवहन और चालन द्वारा अधिक ऊष्मा हानि का कारण बनती है, खासकर ठंडे मौसम या हवा की स्थिति में।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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पानी में घुली हुई अमोनिया को हटाने के लिए ‘क्लोरिनेशन’ (Chlorination) का उपयोग किया जा सकता है। इस प्रक्रिया में अमोनिया का क्या होता है?
- (a) यह नाइट्रेट में ऑक्सीकृत हो जाता है
- (b) यह नाइट्रोजन गैस में परिवर्तित हो जाता है
- (c) यह क्लोरामाइन (Chloramines) बनाता है
- (d) यह अमोनियम हाइड्रॉक्साइड में बदल जाता है
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अमोनिया और क्लोरीन की प्रतिक्रिया। क्लोरीन (Cl₂) पानी में हाइपोक्लोरस एसिड (HOCl) और हाइपोक्लोराइट आयन (OCl⁻) बनाता है, जो अमोनिया के साथ प्रतिक्रिया करके क्लोरामाइन बनाते हैं।
व्याख्या (Explanation): जब क्लोरीन (अक्सर कीटाणुनाशक के रूप में) पानी में मौजूद अमोनिया के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो यह मोनोक्लोरामाइन (NH₂Cl), डाइक्लोरामाइन (NHCl₂) और ट्राइक्लोरामाइन (NCl₃) जैसे विभिन्न क्लोरामाइन बनाता है। यह प्रक्रिया पानी के उपचार में महत्वपूर्ण है क्योंकि क्लोरामाइन क्लोरीन की तुलना में अधिक स्थिर अवशिष्ट कीटाणुनाशक होते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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सौर पैनलों की ‘ऊर्जा रूपांतरण दक्षता’ (Energy Conversion Efficiency) को मापने की इकाई क्या है?
- (a) वाट (Watt)
- (b) जूल (Joule)
- (c) प्रतिशत (%)
- (d) वोल्ट (Volt)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): दक्षता (Efficiency) हमेशा आउटपुट (उत्पादित ऊर्जा) और इनपुट (प्रदान की गई ऊर्जा) के अनुपात के रूप में व्यक्त की जाती है, जिसे प्रतिशत में दर्शाया जाता है।
व्याख्या (Explanation): सौर पैनलों की दक्षता यह मापती है कि वे प्राप्त सौर विकिरण की कितनी मात्रा को उपयोगी विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित कर सकते हैं। यह अनुपात (उत्पादित विद्युत ऊर्जा / आपतित सौर ऊर्जा) को 100 से गुणा करके प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। वाट (Watt) शक्ति की इकाई है, जूल (Joule) ऊर्जा की इकाई है, और वोल्ट (Volt) विद्युत विभव की इकाई है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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पानी से अमोनिया को हटाते समय, ‘आयन विनिमय रेजिन’ (Ion Exchange Resins) का उपयोग किस सिद्धांत पर आधारित है?
- (a) सौर अवशोषण
- (b) इलेक्ट्रोडायलिसिस
- (c) अमोनिया को पकड़ने के लिए अन्य आयनों का आदान-प्रदान
- (d) वाष्पीकरण
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): आयन विनिमय (Ion Exchange)। इस प्रक्रिया में, रेजिन अपनी सतह पर मौजूद आयनों को पानी में मौजूद अवांछित आयनों (जैसे अमोनियम आयन NH₄⁺) के साथ अदला-बदली करते हैं।
व्याख्या (Explanation): आयन विनिमय रेजिन विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए बहुलक (polymers) होते हैं जिनमें आयन-बंधन स्थल होते हैं। अमोनिया को हटाने के लिए, रेजिन आमतौर पर सोडियम (Na⁺) या पोटेशियम (K⁺) जैसे आयनों को छोड़ते हैं और पानी से अमोनियम आयनों (NH₄⁺) को पकड़ लेते हैं, जिससे पानी शुद्ध हो जाता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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सौर ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में संग्रहीत करने का एक प्रमुख तरीका क्या है?
- (a) बैटरी चार्ज करना
- (b) पानी को भाप में बदलना
- (c) ईंधन सेल का उपयोग करना
- (d) ऊष्मीय भंडारण
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में रूपांतरण। बैटरी रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से ऊर्जा को संग्रहीत करती है।
व्याख्या (Explanation): सौर ऊर्जा से उत्पन्न बिजली का उपयोग बैटरी को चार्ज करने के लिए किया जा सकता है। बैटरी के अंदर, विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा के रूप में संग्रहीत किया जाता है, जिसे आवश्यकता पड़ने पर वापस विद्युत ऊर्जा में बदला जा सकता है। अन्य विकल्प सीधे सौर ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा के रूप में संग्रहीत नहीं करते हैं, हालांकि कुछ अप्रत्यक्ष रूप से संबंधित हो सकते हैं।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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जल में अमोनिया की जाँच के लिए ‘नेसलर अभिकर्मक’ (Nessler’s Reagent) का उपयोग किया जाता है। यह अभिकर्मक पानी में अमोनिया के साथ प्रतिक्रिया करके क्या रंग उत्पन्न करता है?
- (a) हरा
- (b) पीला या भूरा
- (c) नीला
- (d) लाल
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): नेसलर अभिकर्मक (पोटेशियम मरकरी आयोडाइड) क्षारीय माध्यम में अमोनिया के साथ प्रतिक्रिया करके एक पीला-भूरा रंग का यौगिक (आयोडीन-मरकरी-अमाइड, 2Hgl₂·NH₂OH) बनाता है।
व्याख्या (Explanation): नेसलर अभिकर्मक अमोनिया के निर्धारण के लिए एक क्लासिक गुणात्मक (qualitative) और मात्रात्मक (quantitative) परीक्षण है। अमोनिया की उपस्थिति में, अभिकर्मक एक विशिष्ट पीला या भूरा रंग विकसित करता है, जिसकी तीव्रता अमोनिया की सांद्रता के समानुपाती होती है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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सौर कुकर (Solar Cooker) में, परावर्तक (Reflector) का मुख्य उद्देश्य क्या होता है?
- (a) भोजन को ठंडा रखना
- (b) सूर्य की किरणों को कुकर के अंदर केंद्रित करना
- (c) कुकर को साफ करना
- (d) गर्मी को बाहर निकालना
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रकाश का परावर्तन (Reflection of Light)। परावर्तक सतहें आपतित प्रकाश को एक विशेष दिशा में मोड़ सकती हैं।
व्याख्या (Explanation): सौर कुकर में परावर्तक, जैसे दर्पण या पॉलिश की हुई धातु की सतहें, सूर्य की किरणों को एकत्र करके उन्हें खाना पकाने वाले डिब्बे (cooking box) पर केंद्रित करती हैं। यह केंद्रित प्रकाश कुकर के अंदर तापमान को बढ़ाता है, जिससे भोजन पकता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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जल से अमोनिया को हटाने के लिए ‘बायोफिल्ट्रेशन’ (Biofiltration) में किस का उपयोग किया जाता है?
- (a) विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए रासायनिक यौगिक
- (b) चुंबकीय क्षेत्र
- (c) सूक्ष्मजीव (Microorganisms)
- (d) उच्च आवृत्ति वाली ध्वनि तरंगें
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सूक्ष्मजीवों द्वारा पोषक तत्वों का चयापचय (Metabolism of nutrients by microorganisms)।
व्याख्या (Explanation): बायोफिल्ट्रेशन में, अमोनिया को पोषक तत्व के रूप में उपयोग करने वाले विशेष सूक्ष्मजीवों (बैक्टीरिया) का उपयोग किया जाता है। ये सूक्ष्मजीव अमोनिया को कम हानिकारक पदार्थों (जैसे नाइट्रेट) में परिवर्तित करते हैं, जिससे पानी शुद्ध होता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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‘सौर ऊर्जा’ (Solar Energy) एक ___________ ऊर्जा स्रोत है।
- (a) जीवाश्म (Fossil)
- (b) नवीकरणीय (Renewable)
- (c) अनवीकरणीय (Non-renewable)
- (d) पारंपरिक (Traditional)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत वे होते हैं जो प्राकृतिक रूप से फिर से भर जाते हैं या जिनका भंडार सीमित नहीं होता।
व्याख्या (Explanation): सूर्य से प्राप्त ऊर्जा एक निरंतर और असीमित स्रोत है। जब तक सूर्य चमकता रहेगा, सौर ऊर्जा उपलब्ध रहेगी। इसलिए, इसे एक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत माना जाता है। जीवाश्म ईंधन (कोयला, पेट्रोलियम) अनवीकरणीय हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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‘ऑक्सीकरण-अपचयन’ (Redox) प्रतिक्रियाएं जल उपचार में महत्वपूर्ण हैं। अमोनिया को नाइट्रेट में बदलने की प्रक्रिया (नाइट्रिफिकेशन) एक ___________ प्रक्रिया है।
- (a) अपचयन (Reduction)
- (b) ऑक्सीकरण (Oxidation)
- (c) उदासीनीकरण (Neutralization)
- (d) अवक्षेपण (Precipitation)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ऑक्सीकरण वह प्रक्रिया है जिसमें किसी पदार्थ द्वारा इलेक्ट्रॉनों का नुकसान होता है या उसके ऑक्सीकरण अवस्था में वृद्धि होती है।
व्याख्या (Explanation): नाइट्रिफिकेशन प्रक्रिया में, अमोनिया (NH₃) या अमोनियम आयन (NH₄⁺) में नाइट्रोजन का ऑक्सीकरण अवस्था -3 होता है। यह पहले नाइट्राइट (NO₂⁻) में ऑक्सीकृत होता है, जहाँ नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था +3 होती है, और फिर नाइट्रेट (NO₃⁻) में, जहाँ यह +5 होती है। ऑक्सीकरण अवस्था में वृद्धि ऑक्सीकरण का संकेत है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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सौर पैनलों को सबसे अधिक कुशलता से काम करने के लिए उन्हें सूर्य के प्रकाश की ओर किस कोण पर उन्मुख (oriented) किया जाना चाहिए?
- (a) हमेशा उत्तर की ओर
- (b) सूर्य की किरणों के लंबवत (Perpendicular)
- (c) हमेशा क्षैतिज (Horizontal)
- (d) सूर्य से 45 डिग्री के कोण पर
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रकाश संश्लेषण की तरह, सौर ऊर्जा रूपांतरण के लिए सबसे प्रभावी अवशोषण तब होता है जब आपतित प्रकाश सतह पर लंबवत पड़ता है।
व्याख्या (Explanation): सौर सेल (फोटोवोल्टेइक) और सौर कलेक्टरों की दक्षता तब अधिकतम होती है जब सूर्य की किरणें उन पर सीधे (लंबवत) पड़ती हैं। इसका मतलब है कि पैनलों के झुकाव (tilt) और अभिविन्यास (orientation) को सूर्य की गति और स्थान के अनुसार समायोजित किया जाना चाहिए ताकि वे दिन के अधिकांश समय सूर्य की ओर लंबवत रहें।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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जल उपचार में ‘मेम्ब्रेन फिल्ट्रेशन’ (Membrane Filtration) के विभिन्न प्रकारों में, ‘रिवर्स ऑस्मोसिस’ (Reverse Osmosis) किस प्रकार के दूषित पदार्थों को हटाने में सबसे प्रभावी है?
- (a) निलंबित ठोस (Suspended Solids)
- (b) घुले हुए लवण और आयन (Dissolved Salts and Ions)
- (c) बैक्टीरिया और वायरस
- (d) मैक्रो-मोलेक्यूल्स (Macro-molecules)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ऑस्मोसिस (Osmosis) और रिवर्स ऑस्मोसिस। ऑस्मोसिस विलायक (पानी) का अर्धपारगम्य झिल्ली (semipermeable membrane) के माध्यम से कम विलेय सांद्रता से उच्च विलेय सांद्रता की ओर जाना है। रिवर्स ऑस्मोसिस इस प्रक्रिया को उलट देता है।
व्याख्या (Explanation): रिवर्स ऑस्मोसिस (RO) एक दबाव-संचालित प्रक्रिया है जो एक अर्धपारगम्य झिल्ली का उपयोग करती है। यह झिल्ली पानी के अणुओं को गुजरने देती है लेकिन घुले हुए लवण, आयन, भारी धातु और कुछ बड़े कार्बनिक अणुओं जैसे बहुत छोटे दूषित पदार्थों को अवरुद्ध करती है। जबकि यह बैक्टीरिया और वायरस को भी हटा सकती है, यह मुख्य रूप से घुले हुए ठोस पदार्थों को हटाने के लिए जानी जाती है।
अतः, सही उत्तर (b) है।