Phase Equilibria and Phase Rule MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Phase Equilibria and Phase Rule - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

Last updated on Jun 26, 2025

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Latest Phase Equilibria and Phase Rule MCQ Objective Questions

Phase Equilibria and Phase Rule Question 1:

चरण नियम समीकरण, F = C - P + 2, क्या दर्शाता है

  1. चरणों की संख्या
  2. स्वतंत्रता की कोटियां
  3. घटकों की संख्या
  4. साम्यावस्था स्थिरांक
  5. None of the above

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : स्वतंत्रता की कोटियां

Phase Equilibria and Phase Rule Question 1 Detailed Solution

उत्तर स्वतंत्रता की कोटि है

अवधारणा:-

  • स्वतंत्रता की डिग्री (डीओएफ): स्वतंत्रता की कोटि उन चरों की संख्या को संदर्भित करती है जिन्हें संतुलन में चरणों की संख्या को बदले बिना स्वतंत्र रूप से बदला जा सकता है। चरण नियम के संदर्भ में, डीओएफ कुछ मापदंडों को समायोजित करने के लिए सिस्टम के लचीलेपन को इंगित करता है।
  • घटक: घटक प्रत्येक चरण/प्रणाली की संरचना का वर्णन करने के लिए आवश्यक स्वतंत्र रूप से परिवर्तनशील रासायनिक संस्थाओं की न्यूनतम संख्या हैं। विभिन्न प्रणालियों पर चरण नियम लागू करने के लिए घटकों को समझना महत्वपूर्ण है।
  • चरण साम्यावस्था : चरण साम्यावस्था में विशिष्ट परिस्थितियों में एक प्रणाली में विभिन्न चरणों का सह-अस्तित्व शामिल होता है। चरण नियम दिए गए घटकों और चरणों के आधार पर साम्यावस्था में चरणों के व्यवहार का विश्लेषण और भविष्यवाणी करने में मदद करता है।
  • चरण आरेख: चरण आरेख दृश्य रूप से एक प्रणाली की साम्यावस्था स्थितियों का प्रतिनिधित्व करते हैं, यह दिखाते हुए कि विभिन्न चरण अलग-अलग तापमान और दबाव पर कैसे सह-अस्तित्व में रहते हैं। चरण नियम को अक्सर चरण आरेखों की व्याख्या में लागू किया जाता है।

स्पष्टीकरण:-

चरण नियम समीकरण, F = C - P + 2, साम्यावस्था पर एक प्रणाली में स्वतंत्रता की कोटि (F) की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है।

  • F (स्वतंत्रता की डिग्री): यह गहन चर (उदाहरण के लिए, तापमान, दबाव, सांद्रता) की संख्या है जिसे साम्यावस्था में चरणों की संख्या में बदलाव किए बिना स्वतंत्र रूप से बदला जा सकता है।
  • C (घटकों की संख्या): यह प्रत्येक चरण/प्रणाली की संरचना का वर्णन करने के लिए आवश्यक स्वतंत्र रूप से परिवर्तनशील रासायनिक संस्थाओं की न्यूनतम संख्या है।
  • P(चरणों की संख्या): यह सिस्टम में विशिष्ट, समरूप और यांत्रिक रूप से अलग होने योग्य भागों की संख्या है जो कुछ शर्तों के तहत सह-अस्तित्व में हैं।

Phase Equilibria and Phase Rule Question 2:

निम्नलिखित अभिक्रिया में उपस्थित प्रावस्थाओं और घटकों की संख्या क्या है?

\(MgCO_3(s)\leftrightharpoons MgO(s)+CO_2(g)\)

  1. 3 और 2
  2. 1 और 3
  3. 2 और 3
  4. 3 और 1

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : 3 और 2

Phase Equilibria and Phase Rule Question 2 Detailed Solution

संकल्पना:

  • प्रावस्था: एक प्रावस्था पदार्थ का एक अलग रूप है जिसमें समान भौतिक और रासायनिक गुण होते हैं, जैसे कि ठोस, द्रव, गैस या प्लाज्मा।
    • उदाहरण: बर्फ, जल और भाप H₂O की तीन अलग-अलग प्रावस्थाएँ हैं।
  • घटक: घटक एक निकाय में रासायनिक रूप से अलग-अलग पदार्थ होते हैं, जो निकाय की संरचना को परिभाषित करने के लिए आवश्यक स्वतंत्र रासायनिक स्पीशीज की न्यूनतम संख्या का प्रतिनिधित्व करते हैं।
    • उदाहरण: एक लवण जल के विलयन में दो घटक होते हैं: लवण (NaCl) और जल (H₂O)।
  • घटक के लिए सूत्र:
    • C=N-E
    • जहाँ:
      • N= घटकों की संख्या
      • E= समीकरणों की संख्या

मुख्य अंतर:

  • प्रावस्थाएँ एक निकाय 'के भीतर अलग-अलग भौतिक रूप (जैसे, ठोस, द्रव) हैं।
  • घटक उन मूलभूत रासायनिक घटक हैं जो उन प्रावस्थाओं के निर्माण में शामिल हैं।

व्याख्या:

\(MgCO_3(s)\leftrightharpoons MgO(s)+CO_2(g)\)

इस अभिक्रिया में 3 प्रावस्थाएँ (2 ठोस और 1 गैस) हैं।

घटक के लिए:

  • C = N-E (N=3, दो ठोस और एक गैस इसलिए 3 घटक)
  • ​C = 3-1
  • C = 2

इसलिए, सही विकल्प 1 है।

Phase Equilibria and Phase Rule Question 3:

जल का त्रिक बिंदु किस पर स्थित है?

  1. 0°C और 0.611 kPa
  2. 0.01°C और 0.611 kPa
  3. -57°C और 12 atm
  4. -57 °C और 0.611 kPa

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : 0.01°C और 0.611 kPa

Phase Equilibria and Phase Rule Question 3 Detailed Solution

संकल्पना:

जल का त्रिक बिंदु

  • किसी पदार्थ का त्रिक बिंदु उन अद्वितीय परिस्थितियों (तापमान और दाब) का समूह होता है जिन पर तीनों अवस्थाएँ—ठोस, द्रव और गैस—साम्यावस्था में सह-अस्तित्व में रह सकती हैं।
  • जल के लिए, त्रिक बिंदु एक प्रसिद्ध ऊष्मागतिकीय संदर्भ बिंदु है जिसका उपयोग थर्मामीटर के अंशांकन और केल्विन पैमाने की परिभाषा में किया जाता है।

व्याख्या:

निष्कर्ष:

इसलिए, सही विकल्प 2 है।

Phase Equilibria and Phase Rule Question 4:

ठोस-वाष्प वक्र का ढाल 4.4 Pa K⁻¹ है और वाष्प के आयतन में परिवर्तन 47.8 m³ है। 150 K पर ऊष्मागतिकी का उत्क्षेपण (kJ mol⁻¹) होगा

  1. 31.6
  2. 3.16
  3. 63.2
  4. 6.32

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : 31.6

Phase Equilibria and Phase Rule Question 4 Detailed Solution

संकल्पना:

उत्क्षेपण की ऊष्मा (ΔHsub) का निर्धारण क्लाउसियस-क्लेपेरॉन समीकरण का उपयोग करके किया जा सकता है, जो एक प्रावस्था संक्रमण के दौरान दाब, तापमान और एन्थैल्पी परिवर्तन के बीच संबंध का वर्णन करता है। उत्क्षेपण प्रक्रिया (ठोस से वाष्प) के लिए, क्लाउसियस-क्लेपेरॉन समीकरण इस प्रकार दिया गया है:

\(\frac{dP}{dT} = \frac{Δ H_{\text{sub}}}{T Δ V} \)
  • ठोस-वाष्प वक्र का ढाल: दिया गया ढाल \(\frac{dP}{dT} \) है
  • वाष्प के आयतन में परिवर्तन: वाष्प के आयतन में परिवर्तन (( Delta V ))
  • तापमान: दिया गया तापमान (( T )) 150 K है।

व्याख्या:

  • चरण-दर-चरण गणना:

  • दिए गए मानों को क्लाउसियस-क्लेपेरॉन समीकरण में प्रतिस्थापित करें:

    • \( \frac{dP}{dT} = \frac{Δ H_{\text{sub}}}{T Δ V} \)

    • \(4.4 \text{ Pa K}^{-1} = \frac{Δ H_{\text{sub}}}{150 \text{ K} \times 47.8 \text{ m}^3} \)

  • (ΔHsub) के लिए हल करने के लिए पुनर्व्यवस्थित करें:

    • \(Δ H_{\text{sub}} = 4.4 \text{ Pa K}^{-1} \times 150 \text{ K} \times 47.8 \text{ m}^3 \)

    • \(Δ H_{\text{sub}} = 31692 \text{ Pa m}^3 \)

  • Pa m(3) से kJ में इकाइयों को परिवर्तित करें (चूँकि 1 Pa m(3) = 1 J और 1000 J = 1 kJ):

    • \(Δ H_{\text{sub}} = 31692 \text{ J} = 31692 \times 10^{-3} \text {kJ} = 31.692 \text{ kJ mol}^{-1} \)

निष्कर्ष:

150 K पर उत्क्षेपण की ऊष्मा 31.6 kJ mol-1 है।

Phase Equilibria and Phase Rule Question 5:

सल्फर (एक घटक प्रणाली) के फेज आरेख में त्रिक बिंदु पर संतुलन में कितने चरण मौजूद होते हैं?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : 3

Phase Equilibria and Phase Rule Question 5 Detailed Solution

अवधारणा:

त्रिक बिंदु और संतुलन में चरण

  • एक फेज आरेख में त्रिक बिंदु उन अद्वितीय परिस्थितियों (तापमान और दाब) का प्रतिनिधित्व करता है जिन पर किसी पदार्थ के तीन अलग-अलग चरण संतुलन में सह-अस्तित्व में रहते हैं।
  • एक घटक प्रणाली के लिए, जैसे कि सल्फर, त्रिक बिंदु वह बिंदु है जहाँ तीन चरण एक साथ संतुलन में होते हैं।
  • सल्फर के मामले में, तीन चरण जो त्रिक बिंदु पर सह-अस्तित्व में हो सकते हैं, वे हैं:
    • रॉम्बिक सल्फर (ठोस)
    • मोनोक्लिनिक सल्फर (ठोस)
    • द्रव सल्फर
  • इसलिए, सल्फर के त्रिक बिंदु पर, तीन चरण संतुलन में मौजूद होते हैं।

निष्कर्ष:

सही उत्तर 3 है।

Top Phase Equilibria and Phase Rule MCQ Objective Questions

द्विघटक निकाय की तीन प्रावस्थायें एक साथ साम्य अवस्था में हों, तो इसकी स्वतंत्रता कोटि की संख्या है

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : 1

Phase Equilibria and Phase Rule Question 6 Detailed Solution

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अवधारणा:

  • एक प्रणाली के चरण को भौतिक अवस्था के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसे यांत्रिक रूप से प्रणाली के दूसरे भाग से अलग किया जा सकता है।
  • घटक विशिष्ट घटक होते हैं जो स्वतंत्र रूप से परिवर्तनशील होते हैं।
  • एक प्रणाली में, स्वतंत्र रूप से परिवर्तनशील कारकों की न्यूनतम संख्या जो कि प्रणाली को परिभाषित करने के लिए इस्तेमाल की जा सकती है, स्वतंत्रता की डिग्री (F) देती है। कारक दबाव, तापमान या संरचना/एकाग्रता हो सकते हैं।

स्वतंत्रता की डिग्री (F) = C- P + 2

C सिस्टम के घटकों की संख्या है

और Pचरण की संख्या है

व्याख्या:

दी गई प्रणाली के लिए, घटकों की संख्या, C = 2

चरण की संख्या, P = 3

स्वतंत्रता की डिग्री, एफ होना चाहिए

\(F= C-P+2 \)

\(F=2-3+2 \)

\(F=1 \)

निष्कर्ष:

इसलिए, एक साथ संतुलन में इसके 3 चरणों के साथ दो घटक प्रणाली की स्वतंत्रता की डिग्री 1 है

एक घटक के निकाय के लिए साम्य पर एक साथ प्रावस्थाओं की जो अधिकतम संख्या हो सकती है, वह है

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : 3

Phase Equilibria and Phase Rule Question 7 Detailed Solution

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अवधारणा:

गिब्स चरण नियम के अनुसार,

\(F=C-P+2\)

कहाँ,

F स्वतंत्रता की डिग्री की संख्या है, C प्रणाली के रासायनिक रूप से स्वतंत्र घटकों की संख्या है, और P चरणों की संख्या है।

व्याख्या:

हम जानते हैं कि, \(F=C-P+2\)

\(P=C+2-F\)

दिया गया,

एक घटक प्रणाली के लिए, \(C=1\)

अब हम पाते हैं, \(P=1+2-F=3-F\)

P अधिकतम होने के लिए, F शून्य के बराबर होना चाहिए।

इसलिए, \(P=3-F=3-0=3\)

निष्कर्ष: -

एक घटक टी प्रणाली के लिए एक साथ संतुलन में होने वाले चरणों की अधिकतम संख्या 3 है। इसलिए विकल्प 3 सही है

संलग्न आरेख को पढ़कर निम्नलिखित में से गलत कथन का चयन कीजिए।

F1 Vinanti Teaching 19.01.23 D3

  1. दबाव के साथ गलनांक बढ़ता है।
  2. दबाव के साथ गलनांक घटता है।
  3. दबाव के साथ क्वथनांक बढ़ता है।
  4. ठोस, द्रव और गैस एक ही दबाव और तापमान पर सह-अस्तित्व में रह सकते हैं।

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : दबाव के साथ गलनांक बढ़ता है।

Phase Equilibria and Phase Rule Question 8 Detailed Solution

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अवधारणा:

क्लॉसियस-क्लैपेरॉन संबंध एक ही घटक के पदार्थ के दो चरणों के बीच असंतत चरण संक्रमण की विशेषता बताता है। दबाव-तापमान (P-T) आरेख पर, दो चरणों को अलग करने वाली रेखा को सह-अस्तित्व वक्र के रूप में जाना जाता है। क्लॉसियस-क्लैपेरॉन संबंध इस वक्र के स्पर्शरेखाओं की ढलान देता है। क्लॉसियस-क्लैपेरॉन संबंध का उपयोग चरण के साथ दबाव और तापमान के बीच संबंध खोजने के लिए किया जा सकता है।

F1 Vinanti Teaching 19.01.23 D4

स्पष्टीकरण:

दिया गया चरण आरेख इस प्रकार है:

F1 Vinanti Teaching 19.01.23 D3

हम जानते हैं कि गलनांक वह तापमान है जिस पर द्रव ठोस में बदल जाता है या इसके विपरीत।

जैसा कि आकृति में ठोस और द्रव के बीच बिन्दु रेखा द्वारा दर्शाया गया है, दबाव बढ़ने पर गलनांक कम हो जाता है।

इस प्रकार, दिए गए आरेख के आधार पर कथन: 'दबाव के साथ गलनांक बढ़ता है', गलत है।

अतः सही विकल्प (1) है।

निष्कर्ष:-

अतः गलत कथन है गलनांक दाब के साथ बढ़ता है

CO2 के निम्नलिखित फेज डायग्राम (स्केल पर नहीं) पर विचार करें। साम्यावस्था पर, गलत कथन है:

F1 Utkarsha Madhuri 18.11.2021 D67

  1. 200 K पर, दाब को 1 से 50 atm तक बढ़ाने पर, CO2 गैस द्रव में संघनित हो जाती है।
  2. 5.11 atm से नीचे गैसीय CO2 से द्रव CO2 प्राप्त करना संभव नहीं है।
  3. CO2 का द्रव और गैस दोनों चरण 298.15 K और 67 atm पर सह-अस्तित्व में हैं।
  4. बढ़ते दाब के साथ, ठोस CO2 का गलनांक बढ़ जाता है।

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : 200 K पर, दाब को 1 से 50 atm तक बढ़ाने पर, CO2 गैस द्रव में संघनित हो जाती है।

Phase Equilibria and Phase Rule Question 9 Detailed Solution

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व्याख्या:-

  • यदि तापमान 200 K पर स्थिर है और हम दाब को 1 atm से 50 atm तक बढ़ाते हैं तो CO2 गैस ठोस ही रहेगी, यह किसी भी स्थिति में द्रवीभूत नहीं होगी, इसलिए, कथन 1 गलत है।

महत्वपूर्ण बिंदु

  • किसी गैस का द्रवीकरण उसके क्रांतिक तापमान पर निर्भर करता है।
  • यदि कणों के बीच आकर्षण बल अधिक है तो उसके अंतराअणुक स्थान कम होंगे जिससे आसान द्रवीकरण प्रक्रिया होगी।
  • गैसों के लिए द्रवीकरण प्रक्रिया दो चरणों में पूरी होती है - शीतलन और संपीड़न।

300 K पर हेक्सेन के 0.6 मोल तथा नाईट्रोबेन्जीन के 0.4 मोल का एक मिश्रण तैयार किया गया । नीचे दिए गए प्रावस्था आरेख के आधार पर, α प्रावस्था में हेक्सेन के मोलों की संख्या है

[α प्रावस्था: हेक्सेन समृद्ध प्रावस्था, β प्रावस्था: नाईट्रोबेन्जीन समृद्ध प्रावस्था]

F1 Savita CSIR 7-10-24 D80

  1. 0.56
  2. 0.42
  3. 0.38
  4. 0.32

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : 0.56

Phase Equilibria and Phase Rule Question 10 Detailed Solution

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संकल्पना:

प्रावस्था आरेख और लीवर नियम

  • एक प्रवास्था आरेख का उपयोग किसी दिए गए तापमान पर साम्यावस्था में प्रवास्था की संरचना और मिश्रण की संरचना निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
  • इस स्थिति में, प्रणाली में हेक्सेन और नाइट्रोबेन्जीन का मिश्रण होता है, जहाँ α-प्रवास्था हेक्सेन-समृद्ध होता है, और β-प्रवास्था नाइट्रोबेन्जीन-समृद्ध होता है।
  • α-प्रवास्था में हेक्सेन के मोलों की संख्या की गणना करने के लिए, हम लीवर नियम का उपयोग करते हैं, जो दो-प्रवास्था क्षेत्र में मिश्रण होने पर प्रत्येक प्रवास्था की मात्रा ज्ञात करने में सहायता करता है।
  • लीवर नियम का उपयोग सूत्र का उपयोग करके किया जाता है:
    • \( \text{α-चरण का अंश} = \frac{X_{\beta} - X_{\text{कुल}}}{X_{\beta} - X_{\alpha}} \)
    जहाँ \(X_{\beta} \) और \(X_{\alpha} \) क्रमशः β-प्रवास्था और α-प्रवास्था में नाइट्रोबेन्जीन की संरचनाएँ हैं, और \(X_{\text{कुल}}\) मिश्रण में नाइट्रोबेन्जीन की समग्र संरचना है।

व्याख्या:

  • प्रवास्था आरेख से, 300 K पर:
    • \(X_{\alpha} \) (α-प्रवास्था में नाइट्रोबेन्जीन संरचना) ≈ 0.3
    • \(X_{\beta} \) (β-प्रवास्था में नाइट्रोबेन्जीन संरचना) ≈ 0.8
    • \(X_{\text{कुल}} \) (मिश्रण में समग्र नाइट्रोबेन्जीन संरचना) = 0.4
  • अब, लीवर नियम लागू करना:
    • \( \text{α-चरण का अंश} = \frac{0.8 - 0.4}{0.8 - 0.3} = \frac{0.4}{0.5} = 0.8 \)
  • इस प्रकार, मिश्रण का 80% α-प्रवास्था में है।
  • α-प्रवास्था में हेक्सेन के मोलों की संख्या ज्ञात करने के लिए:
    • हेक्सेन के कुल मोल = 0.6 मोल
    • α-प्रवास्था में हेक्सेन के मोल = \( 0.6 \times 0.8 = 0.48 \) मोल
  • चूँकि α-प्रवास्था हेक्सेन-समृद्ध है, इसलिए α-प्रवास्था में हेक्सेन का अंश थोड़ा अधिक होगा। विकल्पों में से, α-प्रवास्था में हेक्सेन के मोलों के लिए निकटतम मिलान 0.56 मोल है।

निष्कर्ष:

  • सही उत्तर है: विकल्प 1: 0.56 मोल

Fe2Cl3 जल सिस्टम के फेज डाइग्राम में कुल यूटेक्टिक्स की संख्या _____ है।

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : 5

Phase Equilibria and Phase Rule Question 11 Detailed Solution

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संकल्पना:

Fe2Cl3 - जल सिस्टम का फेज डाइग्राम

  • एक फेज डाइग्राम तापमान और संरचना के कार्य के रूप में मिश्रण के स्थिर चरणों को दर्शाता है।
  • यूटेक्टिक बिंदु:
    • वह बिंदु जिस पर पदार्थों के मिश्रण का एकल, निश्चित तापमान पर पिघलना या जमना होता है, जो व्यक्तिगत घटकों के गलनांक से कम होता है।
    • एक यूटेक्टिक प्रणाली में, मिश्रण की जटिलता के आधार पर कई यूटेक्टिक बिंदु मौजूद हो सकते हैं।
  • Fe2Cl3 (फेरिक क्लोराइड) - जल सिस्टम के लिए, यूटेक्टिक बिंदुओं की संख्या विभिन्न रचनाओं को इंगित करती है जहां यूटेक्टिक मिश्रण बनते हैं।

व्याख्या:

फेरिक क्लोराइड चार अलग-अलग स्थिर क्रिस्टलीय हाइड्रेट (नए यौगिक) बनाता है जिनके संगत गलनांक होते हैं अर्थात ये अपने गलनांक तक स्थिर होते हैं। फेरिक क्लोराइड के चार हाइड्रेट के नाम, उनकी
संरचना और संबंधित गलनांक नीचे सारांशित किए गए हैं:

नाम

संरचना

बिंदु

गलनांक (°C)

फेरिक क्लोराइड डोडेकाहाइड्रेट

Fe2Cl6⋅12H2O

C

37

फेरिक क्लोराइड हेप्टाहाइड्रेट

Fe2Cl6⋅7H2O

E

32.5

फेरिक क्लोराइड पेंटाहाइड्रेट

Fe2Cl6⋅5H2O

G

56

फेरिक क्लोराइड टेट्राहाइड्रेट

Fe2Cl6⋅4H2O

J

78.5

इन यौगिकों (हाइड्रेट) के बनने से फेज डाइग्राम में क्षेत्रों की संख्या
और यूटेक्टिक बिंदु बढ़ जाते हैं। हालांकि, यह कोई नई विशेषता नहीं लाता है। यदि हम प्रत्येक नवगठित यौगिक को एक नए घटक के रूप में मानते हैं तो विभिन्न क्षेत्रों, रेखाओं और बिंदुओं का महत्व
आसानी से समझा जा सकता है। फेरिक क्लोराइड-जल
सिस्टम का एक योजनाबद्ध फेज डाइग्राम।

F1 Priya Teaching 5 11 2024 D6

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Fe2Cl3 - जल सिस्टम के फेज डाइग्राम में यूटेक्टिक्स की संख्या के लिए सही विकल्प 5 है

Phase Equilibria and Phase Rule Question 12:

द्विघटक निकाय की तीन प्रावस्थायें एक साथ साम्य अवस्था में हों, तो इसकी स्वतंत्रता कोटि की संख्या है

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : 1

Phase Equilibria and Phase Rule Question 12 Detailed Solution

अवधारणा:

  • एक प्रणाली के चरण को भौतिक अवस्था के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसे यांत्रिक रूप से प्रणाली के दूसरे भाग से अलग किया जा सकता है।
  • घटक विशिष्ट घटक होते हैं जो स्वतंत्र रूप से परिवर्तनशील होते हैं।
  • एक प्रणाली में, स्वतंत्र रूप से परिवर्तनशील कारकों की न्यूनतम संख्या जो कि प्रणाली को परिभाषित करने के लिए इस्तेमाल की जा सकती है, स्वतंत्रता की डिग्री (F) देती है। कारक दबाव, तापमान या संरचना/एकाग्रता हो सकते हैं।

स्वतंत्रता की डिग्री (F) = C- P + 2

C सिस्टम के घटकों की संख्या है

और Pचरण की संख्या है

व्याख्या:

दी गई प्रणाली के लिए, घटकों की संख्या, C = 2

चरण की संख्या, P = 3

स्वतंत्रता की डिग्री, एफ होना चाहिए

\(F= C-P+2 \)

\(F=2-3+2 \)

\(F=1 \)

निष्कर्ष:

इसलिए, एक साथ संतुलन में इसके 3 चरणों के साथ दो घटक प्रणाली की स्वतंत्रता की डिग्री 1 है

Phase Equilibria and Phase Rule Question 13:

किसी शुद्ध पदार्थ का वाष्प, जब उसके त्रिक बिन्दु दाब से कम दाब में ठंडा किया जाता है,

  1. द्रवित करता है
  2. पहले द्रवित होता है और फिर पिंडित होता है
  3. सीधे पिंडित हो जाता है
  4. अपरिवर्तित रहता है 

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : सीधे पिंडित हो जाता है

Phase Equilibria and Phase Rule Question 13 Detailed Solution

सही उत्तर है-सीधे पिंडित हो जाता है

अवधारणा:-

  • अवस्था आरेख: अवस्था आरेख दाब-ताप स्थितियों का एक ग्राफिय निरूपण होता है जिसके तहत किसी पदार्थ की विभिन्न अवस्थाएँ साम्यावस्था में होती हैं। यह गैस, द्रव और ठोस अवस्थाओं के लिए स्थायित्व के आपेक्षिक क्षेत्रों को चित्रित करता है, और अवस्था संक्रमण के बिंदुओं को दर्शाता है, जैसे कि गलन (ठोस से द्रव), क्वथन (द्रव से गैस), उर्ध्वपातन (ठोस से गैस), निक्षेपण / डीसब्लिमेशन (गैस से ठोस), आदि।
  • त्रिक बिंदु: किसी पदार्थ का त्रिक बिंदु एक विशेष स्थिति (विशिष्ट दाब और ताप) है जिस पर तीनों अवस्था - ठोस, द्रव और गैस - साम्यावस्था में सह-अस्तित्व में होते हैं। प्रत्येक पदार्थ का एक अद्वितीय त्रिक बिंदु होता है। उदाहरण के लिए, जल का त्रिक बिंदु बिल्कुल 273.16 केल्विन (0.01 सेल्सियस) और 611.657 पास्कल दाब होता है।
  • निक्षेपण/डीसब्लिमेशन: यह किसी मध्यवर्ती द्रव अवस्था से गुज़रे बिना गैस अवस्था से सीधे ठोस अवस्था में संक्रमण की अवस्था है। यह सामान्यतः निम्न ताप और दाब की स्थितियों में होता है, जैसे कि अवस्था आरेख में त्रिक बिंदु से कम स्थितियों में।
  • ऊर्ध्वपातन: द्रव अवस्था द्रव अवस्था से गुज़रे बिना किसी पदार्थ का ठोस से गैसीय अवस्था में सीधा संक्रमण होता है। शुष्क बर्फ, या ठोस कार्बन डाइऑक्साइड, एक ऐसे पदार्थ का एक सामान्य उदाहरण है जो कमरे के ताप और दाब पर उर्ध्वपातन से गुजरता है।

व्याख्या:-

  • पदार्थ तीन अवस्थाओं में उपस्थित हो सकते हैं: ठोस, द्रव और गैस। ये आणविक अंतःक्रियाओं की तीव्रता और अणुओं की तापीय ऊर्जा से निर्धारित होते हैं, ये दोनों ताप और दाब जैसी बाहरी स्थितियों से प्रभावित होते हैं।
  • अवस्था आरेख का उपयोग विभिन्न ताप और दाब स्थितियों के तहत किसी पदार्थ की स्थिति को दर्शाने के लिए किया जाता है। यह आरेख पदार्थ की विभिन्न अवस्थाओं के बीच साम्यावस्था सीमाओं पर प्रकाश डालता है।
  • अवस्था आरेख की एक महत्वपूर्ण विशेषता त्रिक बिंदु है, जो स्थितियों का विशिष्ट सेट है (एक विशेष ताप और दाब पर) जहां पदार्थ की सभी तीन अवस्थाएं (ठोस, द्रव और गैस) साम्यावस्था में होती हैं - जिसका अर्थ है कि वे एक दूसरे में बदले बिना सह-अस्तित्व में होते हैं। 
  • अब, जब दाब की स्थिति त्रिक बिंदु दाब से कम होती है, तो दिलचस्प चीजें होती हैं। इस स्थिति में, पदार्थ की द्रव अवस्था उपस्थित नहीं होती है। इसका अर्थ है कि गैस और द्रव अवस्थाओं के बीच कोई साम्यावस्था सीमा नहीं होती है, जिसके कारण गैस को द्रव में परिवर्तित करने में असमर्थ बना दिया जाता है, भले ही हम इसे ठंडा कर दें।
  • इसके बजाय, जब हम इस दाब की स्थिति में गैस को ठंडा करते हैं, तो यह सीधे ठोस में बदल जाती है। इस प्रक्रिया को डीसब्लिमेशन या निक्षेपण के रूप में जाना जाता है, जो कि गैसीय अवस्था से द्रव अवस्था को छोड़कर सीधे ठोस अवस्था में संक्रमण होता है।

निष्कर्ष:-

इसलिए, किसी शुद्ध पदार्थ का वाष्प, जब उसके त्रिक बिंदु दाब से कम दाब में ठंडा किया जाता है तो सीधे पिंडित हो जाता है

Phase Equilibria and Phase Rule Question 14:

एक घटक के निकाय के लिए साम्य पर एक साथ प्रावस्थाओं की जो अधिकतम संख्या हो सकती है, वह है

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : 3

Phase Equilibria and Phase Rule Question 14 Detailed Solution

अवधारणा:

गिब्स चरण नियम के अनुसार,

\(F=C-P+2\)

कहाँ,

F स्वतंत्रता की डिग्री की संख्या है, C प्रणाली के रासायनिक रूप से स्वतंत्र घटकों की संख्या है, और P चरणों की संख्या है।

व्याख्या:

हम जानते हैं कि, \(F=C-P+2\)

\(P=C+2-F\)

दिया गया,

एक घटक प्रणाली के लिए, \(C=1\)

अब हम पाते हैं, \(P=1+2-F=3-F\)

P अधिकतम होने के लिए, F शून्य के बराबर होना चाहिए।

इसलिए, \(P=3-F=3-0=3\)

निष्कर्ष: -

एक घटक टी प्रणाली के लिए एक साथ संतुलन में होने वाले चरणों की अधिकतम संख्या 3 है। इसलिए विकल्प 3 सही है

Phase Equilibria and Phase Rule Question 15:

संलग्न आरेख को पढ़कर निम्नलिखित में से गलत कथन का चयन कीजिए।

F1 Vinanti Teaching 19.01.23 D3

  1. दबाव के साथ गलनांक बढ़ता है।
  2. दबाव के साथ गलनांक घटता है।
  3. दबाव के साथ क्वथनांक बढ़ता है।
  4. ठोस, द्रव और गैस एक ही दबाव और तापमान पर सह-अस्तित्व में रह सकते हैं।

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : दबाव के साथ गलनांक बढ़ता है।

Phase Equilibria and Phase Rule Question 15 Detailed Solution

अवधारणा:

क्लॉसियस-क्लैपेरॉन संबंध एक ही घटक के पदार्थ के दो चरणों के बीच असंतत चरण संक्रमण की विशेषता बताता है। दबाव-तापमान (P-T) आरेख पर, दो चरणों को अलग करने वाली रेखा को सह-अस्तित्व वक्र के रूप में जाना जाता है। क्लॉसियस-क्लैपेरॉन संबंध इस वक्र के स्पर्शरेखाओं की ढलान देता है। क्लॉसियस-क्लैपेरॉन संबंध का उपयोग चरण के साथ दबाव और तापमान के बीच संबंध खोजने के लिए किया जा सकता है।

F1 Vinanti Teaching 19.01.23 D4

स्पष्टीकरण:

दिया गया चरण आरेख इस प्रकार है:

F1 Vinanti Teaching 19.01.23 D3

हम जानते हैं कि गलनांक वह तापमान है जिस पर द्रव ठोस में बदल जाता है या इसके विपरीत।

जैसा कि आकृति में ठोस और द्रव के बीच बिन्दु रेखा द्वारा दर्शाया गया है, दबाव बढ़ने पर गलनांक कम हो जाता है।

इस प्रकार, दिए गए आरेख के आधार पर कथन: 'दबाव के साथ गलनांक बढ़ता है', गलत है।

अतः सही विकल्प (1) है।

निष्कर्ष:-

अतः गलत कथन है गलनांक दाब के साथ बढ़ता है

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