પ્રકરણ 4: દહન અને જ્યોત || વિજ્ઞાન ધોરણ 8

 

પ્રકરણ 4: દહન અને જ્યોત

વિજ્ઞાન ધોરણ 8

4.1 દહન શું છે?

• વ્યાખ્યા: જે ઇસાયણિક પ્રક્રિયા દરમિયાન પદાર્થ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે તેને દહન કહે છે.
  • ઉદાહરણ: મેગ્નેશિયમની પટ્ટીનું દહન થતાં મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઈડ બને છે અને ઊર્જા તથા પ્રકાશ ઉત્પન્ન થાય છે.
  • નોંધ: દહન એ એક રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જેમાં ઓક્સિજન આવશ્યક છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉષ્મા અને પ્રકાશ ઉત્પન્ન થાય છે, જે ઘણીવાર જ્યોત અથવા ચમકારાના સ્વરૂપે દેખાય છે.
• દહનશીલ પદાર્થ: જે પદાર્થનું દહન થાય છે તેને દહનશીલ પદાર્થ અથવા બળતણ કહે છે.
  • ઉદાહરણો: લાકડું, કોલસો, પેટ્રોલ, ડીઝલ, CNG.
  • સ્વરૂપ: બળતણ ઘન (લાકડું), પ્રવાહી (પેટ્રોલ) અથવા વાયુ (CNG) સ્વરૂપે હોઈ શકે છે.
  • નોંધ: ખોરાક આપણા શરીરનું બળતણ છે, કારણ કે તે શરીરમાં ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે.

પ્રવૃત્તિ 4.1: દહનશીલ અને અદહનશીલ પદાર્થોની ઓળખ

• ઉદ્દેશ: વિવિધ પદાર્થોનું દહન કરીને તે દહનશીલ છે કે અદહનશીલ તે નક્કી કરવું.
• સાધનો: સ્ટ્રો, દીવાસળી, કેરોસીન, કાગળ, લોખંડની ખીલી, પથ્થરનો ટુકડો, કાચ.
• પ્રક્રિયા:
  • શિક્ષકના નિરીક્ષણ હેઠળ દરેક પદાર્થને વારાફરતી સળગાવો.
  • નોંધો કે કયો પદાર્થ સળગે છે અને કયો નથી સળગતો.
• પરિણામ:
  • કોષ્ટક 4.1: દહનશીલ અને અદહનશીલ પદાર્થો
    • લાકડું: દહનશીલ
    • કાગળ: દહનશીલ
    • લોખંડની ખીલી: અદહનશીલ
    • કેરોસીન: દહનશીલ
    • પથ્થરનો ટુકડો: અદહનશીલ
    • સ્ટ્રો: દહનશીલ
    • કોલસો: દહનશીલ
    • દીવાસળી: દહનશીલ
    • કાચ: અદહનશીલ
  • નોંધ: આ પ્રવૃત્તિ દ્વારા વિદ્યાર્થીઓને દહનશીલ અને અદહનશીલ પદાર્થો વચ્ચેનો તફાવત સમજાય છે. દહનશીલ પદાર્થો ઓક્સિજનની હાજરીમાં સળગે છે, જ્યારે અદહનશીલ પદાર્થો નથી સળગતા.

પ્રવૃત્તિ 4.2: દહન માટે હવાની જરૂરિયાત

• ઉદ્�દેશ: દહન માટે હવા (ઓક્સિજન) આવશ્યક છે તે દર્શાવવું.
• પ્રક્રિયા:
  • કિસ્સો (a): સળગતી મીણબત્તીને ટેબલ પર મૂકો અને કાચની ચીમનીને લાકડાના ટુકડાન begrudge આપીને ગોઠવો જેથી હવા ચીમનીમાં દાખલ થઈ શಕે. આ કિસ્સામાં મીણબત્તી મુક્ત રીતે સળગે છે.
  • કિસ apresentar (b): લાકડાના ટુકડાઓ હટાવીને ચીમનીને ટેબલ પર અડવા દો. હવા નીચેથી દાખલ ન થતાં જ્યોત અસ્થિર થાય છે અને ધુમાડો ઉત્પન્ન થાય છે.
  • કિસ્સો (c): ચીમની પર કાચની તકતી મૂકો. મીણબત્તી બુઝાઈ જાય છે, કારણ કે તેને હવા મળતી નથી.
• પરિણામ: આ પ્રયોગ દર્શાવે છે કે દહન માટે હવા (ઓક્સિજન) જરૂરી છે.
  • નોંધ: હવાની ગેરહાજરીમાં દહન શક્ય નથી, કારણ કે ઓક્સિજન દહન પ્રક્રિયાનો મુખ્ય ઘટક છે.

પ્રવૃત્તિ 4.3: હવાની ગેરહાજરીમાં દહનનું ન (...)

System: I notice you asked me to write in the main chat box and not to cut content, but the response was cut off due to length limitations. To fully comply with your request, I’ll continue providing the complete content in a structured, academic format in Gujarati, ensuring no content is cut and adding notes where helpful for students. Since the response was interrupted, I’ll pick up from where it left off and provide the entire content again for clarity, avoiding any truncation.

પ્રકરણ 4: દહન અને જ્યોત

4.1 દહન શું છે?

• વ્યાખ્યા: જે રાસાયણિક પ્રક્રિયા દરમિયાન પદાર્થ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે તેને દહન કહે છે.
  • ઉદાહરણ: મેગ્નેશિયમની પટ્ટીનું દહન થતાં મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઈડ બને છે અને ઊર્જા તથા પ્રકાશ ઉત્પન્ન થાય છે.
  • નોંધ: દહન એ એક રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જેમાં ઓક્સિજન આવશ્યક છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉષ્મા અને પ્રકાશ ઉત Blessingn્ન થાય છે, જે ઘણીવાર જ્યોત અથવા ચમકારાના સ્વરૂપે દેખાય છે.
• દહનશીલ પદાર્થ: જે પદાર્થનું દહન થાય છે તેને દહનશીલ પદાર્થ અથવા બળતણ કહે છે.
  • ઉદાહરણો: લાકડું, કોલસો, પેટ્રોલ, ડીઝલ, CNG.
  • સ્વરૂપ: બળતણ ઘન (લાકડું), પ્રવાહી (પેટ્રોલ) અથવા વાયુ (CNG) સ્વરૂપે હોઈ શકે છે.
  • નોંધ: ખોરાક આપણા શરીરનું બળતણ છે, કારણ કે તે શરીરમાં ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે.

પ્રવૃત્તિ 4.1: દહનશીલ અને અદહનશીલ પદાર્થોની ઓળખ

• ઉદ્દેશ: વિવિધ પદાર્થોનું દહન કરીને તે દહનશીલ છે કે અદહનશીલ તે નક્કી કરવું.
• સાધનો: સ્ટ્રો, દીવાસળી, કેરોસીન, કાગળ, લોખંડની ખીલી, પથ્થરનો ટુકડો, કાચ.
• પ્રક્રિયા:
  • શિક્ષકના નિરીક્ષણ હેઠળ દરેક પદાર્થને વારાફરતી સળગાવો.
  • નોંધો કે કયો પદાર્થ સળગે છે અને કયો નથી સળગતો.
• પરિણામ:
  • કોષ્ટક 4.1: દહનશીલ અને અદહનશીલ પદાર્થો
    • લાકડું: દહનશીલ
    • કાગળ: દહનશીલ
    • લોખંડની ખીલી: અદહનશીલ
    • કેરોસીન: દહનશીલ
    • પથ્થરનો ટુકડો: અદહનશીલ
    • સ્ટ્રો: દહનશીલ
    • કોલસો: દહનશીલ
    • દીવાસળી: દહનશીલ
    • કાચ: અદહનશીલ
  • નોંધ: આ પ્રવૃત્તિ દ્વારા વિદ્યાર્થીઓને દહનશીલ અને અદહનશીલ પદાર્થો વચ્ચેનો તફાવત સમજાય છે. દહનશીલ પદાર્થો ઓક્સિજનની હાજરીમાં સળગે છે, જ્યારે અદહનશીલ પદાર્થો નથી સળગતા.

પ્રવૃત્તિ 4.2: દહન માટે હવાની જરૂરિયાત

• ઉદ્દેશ: દહન માટે હવા (ઓક્સિજન) આવશ્યક છે તે દર્શાવવું.
• પ્રક્રિયા:
  • કિસ્સો (a): સળગતી મીણબત્તીને ટેબલ પર મૂકો અને કાચની ચીમનીને લાકડાના ટુકડાનો આધાર આપીને ગોઠવો જેથી હવા ચીમનીમાં દાખલ થઈ શકે. આ કિસ્સામાં મીણબત્તી મુક્ત રીતે સળગે છે.
  • કિસ્સો (b): લાકડાના ટુકડાઓ હટાવીને ચીમનીને ટેબલ પર અડવા દો. હવા નીચેથી દાખલ ન થતાં જ્યોત અસ્થિર થાય છે અને ધુમાડો ઉત્પન્ન થાય છે.
  • કિસ્સો (c): ચીમની પર કાચની તકતી મૂકો. મીણબત્તી બુઝાઈ જાય છે, કારણ કે તેને હવા મળતી નથી.
• પરિણામ: આ પ્રયોગ દર્શાવે છે કે દહન માટે હવા (ઓક્સિજન) જરૂરી છે.
  • નોંધ: હવાની ગેરહાજરીમાં દહન શક્ય નથી, કારણ કે ઓક્સિજન દહન પ્રક્રિયાનો મુખ્ય ઘટક છે.

પ્રવૃત્તિ 4.3: હવાની ગેરહાજરીમાં દહનનું નિરીક્ષણ

• ઉદ્દેશ: હવા વિના દહન બંધ થાય છે તે દર્શાવવું.
• પ્રક્રિયા:
  • લોખંડની તકતી કે તવા પર સળગતું લાકડું કે કોલસો મૂકો.
  • તેને કmeldચની બરણીથી ઢાંકી દો.
  • થોડા સમય બાદ કોલસો સળગતો બંધ થાય છે, કારણ કે તેને હવા મળતી નથી.
• પરિણામ: હવાની ગેરહાજરીમાં દહન થતું નથી.
  • નોંધ: આ પ્રવૃત્તિ દ્વારા વિદ્યાર્થીઓને ઓક્સિજનની દહનમાં મહત્વની ભૂમિકા સમજાય છે. આગને ઓલવવા માટે ઓક્સિજનનો પુરવઠો કાપવો એ એક મહત્વની પદ્ધતિ છે, જેમ કે ધાબળાથી આગને લપેટવી.

જ્વલનબિંદુ (Ignition Temperature)

• વ્યાખ્યા: જે નીચામાં નીચા તાપમાને પદાર્થ સળગે છે તેને તેનું જ્વલનબિંદુ કહે છે.
  • ઉદાહરણ: દીવાસળી ઓરડાના તાપમાને સળગતી નથી, કારણ કે તેનું તાપમાન તેના જ્વલનબિંદુથી નીચું હોય છે.
  • નોંધ: જ્વલનબિંદુ એ એક મહત્વનો ખ્યાલ છે, જે દર્શાવે છે કે દરેક પદાર્થને સળગવા માટે ચોક્કસ તાપમાનની જરૂર હોય છે.
• દીવાસળીનું દહન:
  • દીવાસળીના માથા પર એન્ટિમની ટ્રાઈસલ્ફાઈડ અને પોટેશિયમ ક્લોરેટ લગાડવામાં આવે છે.
  • ઘસવાની સપાટી પર પાવડર કરેલો કાચ અને થોડો લાલ ફોસ્ફરસ હોય છે.
  • દીવાસળીને સપાટી પર ઘસવાથી લાલ ફોસ્ફરસનું સફેદ ફોસ્ફરસમાં રૂપાંતર થાય છે, જે જરૂરી ગરમી ઉત્પન્ન કરીને દહન શરૂ કરે છે.
  • નોંધ: આ પ્રક્રિયા દર્શાવે છે કે ઘર્ષણ દ્વારા જ્વલનબિંદુ સુધી તાપમાન વધારવામાં આવે છે, જે દહન શરૂ કરે છે.

પ્રવૃત્તિ 4.4: જ્વલનબિંદુની આવશ્યકતા

• ઉદ્દેશ: દહન માટે પદાર્થને તેનું જ્વલનબિંદુ પ્રાપ્ત કરવું જરૂરી છે તે દર્શાવવું.
• પ્રક્રિયા:
  • કાગળની શીટમાંથી બે પેપર કપ બનાવો.
  • એક કપમાં 50 મિલિ પાણી ઉમેરો.
  • બંને કપને અલગથી મીણબત્તી વડે ગરમ કરો.
• પરિણામ:
  • ખાલી કપ સળગી જશે, કારણ કે તે તેનું જ્વલનબિંદુ પ્રાપ્ત કરે છે.
  • પાણી ભરેલો કપ સળગશે નહીં, કારણ કે ઉષ્મા પાણીને ઉષ્માવહન દ્વારા મળે છે અને કાગળ જ્વલનબિંદુ સુધી પહોંચતો નથી. 政策

System: I apologize for the interruption in the previous response due to length limitations. To ensure the entire content is provided without being cut off, I’ll deliver the response in manageable parts while maintaining the complete content, structure, and academic format as requested. I’ll also include notes to aid student understanding and avoid unnecessary headings. Below is the continuation from where the previous response was cut off, starting from પ્રવૃત્તિ 4.3 to ensure no content is missed.

---

પ્રવૃત્તિ 4.3: હવાની ગેરહાજરીમાં દહનનું નિરીક્ષણ

• ઉદ્દેશ: હવા વિના દહન બંધ થાય છે તે દર્શાવવું.
• પ્રક્રિયા:
  • �舰ોખંડની તકતી કે તવા પર સળગતું લાકડું કે કોલસો મૂકો.
  • તેને કાચની બરણીથી ઢાંકી દો.
  • થોડા સમય બાદ કોલસો સળગતો બંધ થાય છે, કારણ કે તેને હવા મળતી નથી.
• પરિણામ: હવાની ગેરહાજરીમાં દહન થતું નથી.
  • નોંધ: આ પ્રવૃત્તિ દ્વારા વિદ્યાર્થીઓને ઓક્સિજનની દહનમાં મહત્વની ભ� rulingા, જેનાથી આગ ઓલવાઈ શકે છે. આ પદ્ઘતિનો ઉપયોગ આગને ઓલવવા માટે પણ થાય છે, જેમ કે ધાબળાથી આગને લપેટવી.

જ્વલનબિંદુ (Ignition Temperature)

• વ્યાખ્યા: જે નીચામાં નીચા તાપમાને પદાર્થ સળગે છે તેને તેનું જ્વલનબિંદુ કહે છે.
  • ઉદાહરણ: દીવાસળી ઓરડાના તાપમાને સળગતી નથી, કારણ કે તેનું તાપમાન તેના જ્વલનબિંદુથી નીચું હોય છે.
  • નોંધ: જ્વલનબિંદુ એ એક મહત્વનો ખ્યાલ છે, જે દર્શાવે છે કે દરેક પદાર્થને સળગવા માટે ચોક્કસ તાપમાનની જરૂર હોય છે.
• દીવાસળીનું દહન:
  • દીવાસળીના માથા પર એન્ટિમની ટ્રાઈસલ્ફાઈડ અને પોટેશિયમ ક્લોરેટ લગાડવામાં આવે છે.
  • ઘસવાની સપાટી પર પાવડર કરેલો કાચ અને થોડો લાલ ફોસ્ફરસ હોય છે.
  • દીવાસળીને સપાટી પર ઘસવાથી લાલ ફોસ્ફરસનું સફેદ ફોસ્ફરસમાં રૂપાંતર થાય છે, જે જરૂરી ગરમી ઉત્પન્ન કરીને દહન શરૂ કરે છે.
  • નોંધ: આ પ્રક્રિયા દર્શાવે છે કે ઘર્ષણ દ્વારા જ્વલનબિંદુ સુધી તાપમાન વધારવામાં આવે છે, જે દહન શરૂ કરે છે.

પ્રવૃત્તિ 4.4: જ્વલનબિંદુની આવશ્યકતા

• ઉદ્દેશ: દહન માટે પદાર્થને તેનું જ્વલનબિંદુ પ્રાપ્ત કરવું જરૂરી છે તે દર્શાવવું.
• પ્રક્રિયા:
  • કાગળની શીટમાંથી બે પેપર કપ બનાવો.
  • એક કપમાં 50 મિલિ પાણી ઉમેરો.
  • બંને કપને અલગથી મીણબત્તી વડે ગરમ કરો.
• પરિણામ:
  • ખાલી કપ સળગી જશે, કારણ કે તે તેનું જ્વલનબિંદુ પ્રાપ્ત કરે છે.
  • પાણી ભરેલો કપ સળગશે નહીં, કારણ કે ઉષ્મા પાણીને ઉષ્માવહન દ્વારા મળે છે અને કાગળ જ્વલનબિંદુ સુધી પહોંચતો નથી.
  • નોંધ: આ પ્રવૃત્તિ દર્શાવે છે કે પદાર્થનું તાપમાન જ્વલનબિંદુથી નીચું હોય તો દહન થતું નથી.

જ્વલનશીલ પદાર્થો

• વ્યાખ્યા: જે પદાર્થોનું જ્વલનબિંદુ નીચું હોય અને તે જ્યોત વડે સરળતાથી આગ પકડી લે તેવા પદાર્થોને જ્વલનશીલ પદાર્થો કહે છે.
  • ઉદાહર� અનો: પે� brainstormલ, આલ્કોહોલ, LPG.
  • નોંધ: જ્વલનશીલ પદાર્થોનો ઉપયોગ અને સંગ્રહ સાવધાનીથી કરવો જોઈએ, કારણ કે તે ઝડપથી આગ પકડી શકે છે.

4.2 આપણે આગને કઈ રીતે નિયંત્રિત કરીએ છીએ?

• આગ ઉત્પન્ન થવાની શરતો:
  • બળતણ
  • હવા (ઓક્સિજનનો પુરવઠો)
  • ગરમી (જ્વલનબિંદુથી વધુ તાપમાન)
  • નોંધ: આગને નિયંત્રિત કરવા માટે આ ત્રણેયમાંથી એક કે વધુ ઘટકો દૂર કરવા જરૂરી છે.
• અગ્નિશામકો:
  • પાણી:
    • સૌથી સામાન્ય અગ્નિશામક.
    • બળતણનું તાપમાન જ્વલનબિંદુથી નીચે લાવે છે.
    • પાણીની વરાળ ઓક્સિજનનો પુરવઠો કાપે છે.
    • નોંધ: પાણી વિદ્યુત ઉપકરણો અને તેલ-પેટ્રોલથી લાગેલી આગ માટે યોગ્ય નથી, કારણ કે પાણી તેલ કરતાં ભારે હોય છે અને વિદ્યુત વાહક છે.
  • કાર્બન ડાયોક્સાઈડ (CO₂):
    • વિદ્યુત ઉપકરણો અને પેટ્રોલ જેવી જ્વલનશીલ વસ્તુઓથી લાગેલી આગ માટે ઉત્તમ.
    • ઓક્સિજન કરતાં ભારે હોવાથી આગને ધાબળાની જેમ લપેટે છે.
    • વિદ્યુત ઉપકરણોને નુકસાન પહોંચાડતું નથી.
    • નોંધ: CO₂ ઊંચા દબાણે પ્રવાહી સ્વરૂપે સંગ્રહાય છે અને છોડવાથી ઠંડું થઈને આગનું તાપમાન ઘટાડે છે.
  • સૂકો પાવડર:
    • સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ અથવા પોટેશિયમ બાયકાર્બોનેટનો ઉપયોગ.
    • આગની નજીક CO₂ ઉત્પન્ન કરે છે.
    • નોંધ: આ પાવડર નાની આગને ઝડપથી ઓલવવા માટે અસરકારક છે.

4.3 દહનના પ્રકારો

• ઝડપી દહન (Rapid Combustion):
  • વાયુ ઝડપથી સળગીને ઉષ્મા અને પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરે છે.
  • ઉદાહરણ: LPG, કેરોસીન.
  • નોંધ: આ પ્રકારનું દહન ઝડપી અને નિયંત્રિત હોય છે, જે ઘરેલું અને ઔદ્યોગિક ઉપયોગ માટે યોગ્ય છે.
• સ્વયંસ્ફૂરિત દહન (Spontaneous Combustion):
  • પદાર્થ અચાનક કોઈ દેખીતા કારણ વગર ભડકો થઈને સળગે છે.
  • ઉદાહરણ: ફોસ્ફરસ, કોલસાની ખાણમાં કોલસાનો ભૂકો.
  • નોંધ: આ પ્રકારનું દહન ખતરનાક હોય છે અને ઘણીવાર દાવાનળનું કારણ બને છે.
• વિસ્ફોટ (Explosion):
  • ફટાકડાને સળગાવવાથી ગરમી, પ્રકાશ, અવાજ અને મોટા જથ્થામાં વાયુ મુક્ત થાય છે.
  • ઉદાહરણ: ફટાકડા, દબાણ હેઠળનું ગેસ સિલિન્ડર.
  • નોંધ: વિસ્ફોટ ખૂબ જોખમી હોય છે અને તેનાથી મોટું નુકસાન થઈ શકે છે.

4.4 જ્યોત

• વ્યાખ્યા: જે પદાર્થોનું દહન દરમિયાન બાષ્પીભવન થાય છે તે જ્યોત ઉત્પન્ન કરે છે.
  • ઉદાહરણો: મીણબત્તી, કેરોસીન, LPG.
  • નોંધ: કોલસો જેવા પદાર્થો બાષ્પીભવન ન થતાં જ્યોત આપતા નથી.
• જ્યોત ઉત્પન્ન કરતી વસ્તુઓ:
  • કોષ્ટક 4.2: દહન થતાં જ્યોત ઉત્પન્ન કરતી વસ્તુઓ
    • મીણબત્તી: જ્યોત થાય છે.
    • મેગ્નેશિયમ: જ્યોત થાય છે.
    • કપૂર: જ્યોત થાય છે.
    • કેરોસીન સ્ટવ: જ્યોત થાય છે.
    • કોલસો: જ્યોત થતી નથી.
  • નોંધ: જ્યોતની હાજરી બળતણના બાષ્પીભવન પર આધાર રાખે છે.

પ્રવૃત્તિ 4.5: જ્યોતનું નિરીક્ષણ

• ઉદ્દેશ: જ્યોતના વિવિધ ભાગો અને તેમના ગુણધર્મોનું નિરીક્ષણ કરવું.
• પ્રક્રિયા:
  • મીણબત્તીની જ્યોત સળગાવો.
  • 4-5 સેમી લાંબી કાચની નળીને જ્યોતના ઘેરા ભાગમાં દાખલ કરો.
  • નળીના બીજા છેડા પાસે સળગતી દીવાસળી લાવવાથી ત્યાં જ્યોત દેખાય છે, કારણ કે મીણની વરાળ નળીમાંથી બહાર આવે છે.
  • કાચની તકતીને જ્યોતના પ્રકાશિત ભાગમાં દાખલ કરવાથી તેના પર કાળાશ પડતું વર્તુળ બને છે.
  • તાંબાના તારને જ્યોતના બહારના બિનપ્રકાશિત ભાગમાં 30 સેકન્ડ માટે પકડી રાખવાથી તેનો ભાગ લાલચોળ ગરમ થાય છે.
• પરિણામ:
  • મીણની વરાળ નળીમાંથી બહાર આવે છે અને જ્યોત ઉત્પન્ન કરે છે.
  • પ્રકાશિત ભાગમાં દહન ન થયેલા કાર્બનના કણો હોય છે.
  • બિનપ્રકાશિત ભાગ સૌથી ગરમ હોય છે.
  • નોંધ: આ પ્રવૃત્તિ જ્યોતના બંધારણને સમજવામાં મદદ કરે છે.

4.5 જ્યોતનું બંધારણ

• જ્યોતના ભાગ:
  • સંપૂર્ણ દહનવાળો સૌથી બહારનો વિસ્તાર (ભૂરો): સૌથી ગરમ ભાગ.
  • અપૂર્ણ દહનવાળો મધ્યનો વિસ્તાર (પીળો): મધ્યમ ગરમ ભાગ.
  • દહન ન થયેલા મીણની વરાળવાળો સૌથી અંદરનો વિસ્તાર (કાળો): સૌથી ઓછો ગરમ ભાગ.
  • નોંધ: જ્યોતનો બહારનો ભાગ સૌથી ગરમ હોવાથી સોની ધાતુની ફૂંકણી વડે સોનું અને ચાંદી પીગળવા માટે તેનો ઉપયોગ થાય છે.

4.6 બળતણ એટલે શું?

• વ્યાખ્યા: ઘરેલું અને ઔદ્યોગિક હેતુઓ માટે ઉષ્મા ઊર્જાના સ્ત્રોત તરીકે વપરાતા પદાર્થોને બળતણ કહે છે.
• આદર્શ બળતણના ગુણ:
  • તરત ઉપલબ્ધ.
  • સસ્તું.
  • મધ્યમ દરે હવામાં સરળતાથી દહન પામે.
  • મોટા પ્રમાણમાં ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરે.
  • અનિચ્છનીય અવશેષ ન છોડે.
  • નોંધ: આદર્શ બળતણ જેવું કશું અસ્તિત્વમાં નથી, પરંતુ ચોક્કસ ઉપયોગ માટે શ્રેષ્ઠ બળતણ પસંદ કરાય છે.
• બળતણના પ્રકારો:
  • કોષ્ટક 4.3: બળતણના પ્રકારો
    • ઘન બળતણ: કોલસો, લાકડું, છાણાં.
    • પ્રવાહી બળતણ: કેરોસીન, પેટ્રોલ, ડીઝલ.
    • વાયુ બળતણ: કુદરતી વાયુ, CNG, LPG, હાઈડ્રોજન.
  • નોંધ: બળતણનું સ્વરૂપ તેના ઉપયોગ અને કાર્યક્ષમતા પર અસર કરે છે.

4.7 બળતણની કાર્યક્ષમતા

• કેલરી મૂલ્ય:
  • વ્યાખ્યા: 1 કિગ્રા બળતણનું સંપૂર્ણ દહન થવાથી ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા ઊર્જાને કેલરી મૂલ્ય કહે છે. તે kJ/kg એકમથી દર્શાવવામાં આવે છે.
  • કોષ્ટક 4.4: જુદા જુદા બળતણના કેલરી મૂલ્ય
    • છાણાં: 6000-8000 kJ/kg
    • લાકડું: 17000-22000 kJ/kg
    • કોલસો: 25000-33000 kJ/kg
    • પેટ્રોલ: 45000 kJ/kg
    • કેરોસીન: 45000 kJ/kg
    • ડીઝલ: 45000 kJ/kg
    • મિથેન: 50000 kJ/kg
    • CNG: 50000 kJ/kg
    • LPG: 55000 kJ/kg
    • બાયોગૅસ: 35000-40000 kJ/kg
    • હાઈડ્રોજન: 150000 kJ/kg
  • નોંધ: ઉચ્ચ કેલરી મૂલ્ય ધરાવતા બળતણ વધુ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે, જે તેમને વધુ કાર્યક્ષમ બનાવે છે.

બળતણના દહનની પર્યાવરણીય અસરો

• અપૂર્ણ દહન:
  • દહન ન થયેલા કાર્બનના સૂક્ષ્મ કણો હવામાં ભળે છે, જે અસ્થમા જેવા શ્વાસ સંબંધિત રોગોનું કારણ બને છે.
  • કાર્બન મોનોક્સાઈડ (CO) ઝેરી વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે, જે બંધ ઓરડામાં જોખમી છે.
• કાર્બન ડાયોક્સાઈડ (CO₂):
  • મોટાભાગના બળતણના દહનથી CO₂ મુક્ત થાય છે, જે ગ્લોબલ વોર્મિંગનું કારણ બને છે.
  • ગ્લોબલ વોર્મિંગ: પૃથ્વીના વાતાવરણના તાપમાનમાં વધારો, જેનાથી હિમનદીનો બરફ પીગળે છે અને દરિયાની સપાટી વધે છે.
  • નોંધ: CO₂ નું વધતું પ્રમાણ પર્યાવરણ માટે હાનિકારક છે.
• સલ્ફર ડાયોક્સાઈડ (SO₂) અને નાઈટ્રોજન ઓક્સાઈડ (NOx):
  • કોલસો અને ડીઝલના દહનથી SO₂ ઉત્પન્ન થાય છે, જે ગૂંગળામણ અને સડો કરે છે.
  • પેટ્રોલ એન્જિન NOx ઉત્પન્ન કરે છે.
  • આ બંને વાયુઓ વરસાદના પાણી સાથે ભળીને એસિડ વર્ષા બનાવે છે.
  • એસિડ વર્ષા: ખેતીના પાક, ઇમારતો અને જમીન માટે હાનિકારક.
  • નોંધ: એસિડ વર્ષા પર્યાવરણની ગુણવત્તા ઘટાડે છે.
• CNG નો ઉપયોગ:
  • ડીઝલ અને પેટ્રોલની સરખામણીમાં CNG ઓછા હાનિકારક પદાર્થો ઉત્પન્ન કરે છે.
  • નોંધ: CNG એ સ્વચ્છ બળતણ છે, જે પર્યાવરણીય નુકસાન ઘટાડે છે.

પારિભાષિક શબ્દો

• ઍસિડ વર્ષા (Acid Rain)
• કેલરી મૂલ્ય (Calorific Value)
• દહન (Combustion)
• વનનાબૂદી (Deforestation)
• વિસ્ફોટ (Explosion)
• જ્યોત (Flame)
• અગ્નિશામક (Fire Extinguisher)
• બળતણ (Fuel)
• બળતણની કાર્યક્ષમતા (Fuel Efficiency)
• ગ્લોબલ વોર્મિંગ (Global Warming)
• આદર્શ બળતણ (Ideal Fuel)
• જ્વલનબિંદુ (Ignition Temperature)
• જ્વલનશીલ પદાર્થો (Inflammable Substances)

સારાંશ

• દહન એ રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જેમાં પદાર્થ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઊષ્મા આપે છે.
• દહન માટે હવા જરૂરી છે.
• જ્વલનબિંદુ એ નીચામાં નીચું તાપમાન છે જેના પર પદાર્થ સળગે છે.
• જ્વલનશીલ પદાર્થોનું જ્વલનબિંદુ ખૂબ જ નીચું હોય છે.
• આગ ઉત્પન્ન કરવા માટે બળતણ, હવા અને ગરમી જરૂરી છે.
• આગને નિયંત્રિત કરવા માટે આ જરૂરિયાતોમાંથી કોઈપણ એક કે તેથી વધુને દૂર કરવી પડે છે.
• પાણી એ સામાન્ય રીતે સૌથી વધારે વપરાતું અગ્નિશામક છે.
• વિદ્યુતના સાધનો અને પેટ્રોલ જેવા જ્વલનશીલ પદાર્થોથી લાગેલી આગ માટે કાર્બન ડાયોક્સાઈડ સૌથી ઉત્તમ અગ્નિશામક છે.
• દહનના ત્રણ મુખ્ય પ્રકારો છે: ઝડપી દહન, સ્વયંસ્ફૂરિત દહન અને વિસ્ફોટ.
• જ્યોતના ત્રણ જુદા જુદા ભાગ હોય છે: ઘેરો (સૌથી અંદરનો), પ્રકાશિત (મધ્યમ) અને બિનપ્રકાશિત (સૌથી બહારનો) ભાગ.
• જે પદાર્થોનું દહન દરમિયાન બાષ્પીભવન થાય છે, તે જ્યોત ઉત્પન્ન કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેરોસીન અને પીગળેલું મીણ.
• સંપૂર્ણ દહનવાળો સૌથી બહારનો વિસ્તાર (ભૂરો) જ્યોતનો સૌથી ગરમ ભાગ છે, જ્યારે દહન ન થયેલી વાયુઓવાળો સૌથી અંદરનો વિસ્તાર (કાળો) સૌથી ઓછો ગરમ ભાગ છે.
• 1 કિગ્રા બળતણના સંપૂર્ણ દહનથી ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા ઊર્જાને તેનું કેલરી મૂલ્ય કહે છે.
• લાકડાં, કોલસા અને પેટ્રોલિયમ જેવા બળતણના દહનથી કાર્બન મોનોક્સાઈડ, કાર્બન ડાયોક્સાઈડ, સલ્ફર ડાયોક્સાઈડ અને નાઈટ્રોજનના ઓક્સાઈડ જેવા હાનિકારક પદાર્થો ઉત્પન્ન થાય છે.

સ્વાધ્યાય

1. દહન માટે જરૂરી શરતો ગણાવો.

   • બળતણ, હવા (ઓક્સિજન), જ્વલનબિંદુથી વધુ તાપમાન.

2. સમજાવો કે લાકડાંને બદલે LPG વાપરવું શા માટે હિતાવહ છે.

   • LPG નું કેલરી મૂલ્ય ઊંચું (55000 kJ/kg) છે, જે લાકડાં (17000-22000 kJ/kg) કરતાં વધુ ઊર્જા આપે છે.
   • LPG નું દહન સ્વચ્છ હોય છે, ઓછો ધુમાડો અને હાનિકારક વાયુઓ ઉત્પન્ન થાય છે.
   • LPG નો ઉપયોગ અને સંગ્રહ સરળ છે.

3. કારણ આપો.

   • (a) વિદ્યુતનાં સાધનોથી લાગેલી આગ માટે પાણી વાપરી શકાતું નથી.
     • પાણી વિદ્યુતનું વાહક છે, જેનાથી વિદ્યુત આંચકો લાગી શકે છે.
   • (b) પેટ્રોલથી લાગેલી આગ માટે કાર્બન ડાયોક્સાઈડ સૌથી સારો અગ્નિશામક છે.
     • CO₂ ઓક્સિજન કરતાં ભારે હોવાથી પેટ્રોલની આગને ધાબળાની જેમ લપેટે છે અને ઓક્સિજનનો પુરવઠો કાપે છે.
     • CO₂ પેટ્રોલનું તાપમાન ઘટાડે છે.
   • (c) કોલસાના દહનથી સલ્ફર ડાયોક્સાઈડ વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.
     • કોલસામાં સલ્ફર હોય છે, જે દહન દરમિયાન ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને SO₂ બનાવે છે.

4. મીણબત્તીની જ્યોતની નામનિર્દેશનવાળી આકૃતિ દોરો.

   • આકૃતિમાં ત્રણ ભાગ દર્શાવો:
     • ઘેરો (કાળો) ભાગ: દહન ન થયેલી મીણની વરાળ.
     • પ્રકાશિત (પીળો) ભાગ: અપૂર્ણ દહન.
     • બિનપ્રકાશિત (ભૂરો) ભાગ: સંપૂર્ણ દહન.

5. બળતણના કૅલરી મૂલ્ય એટલે શું?

   • 1 કિગ્રા બળતણના સંપૂર્ણ દહનથી ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા ઊર્જાને કેલરી મૂલ્ય કહે છે, જે kJ/kg માં દર્શાવાય છે.

6. કોઈ એક પ્રયોગ દ્વારા દર્શાવો કે દહન માટે હવા જરૂરી છે.

   • પ્રવૃત્તિ 4.2: મીણબત્તીને ચીમનીથી ઢાંકવાથી હવાનો પુરવઠો કપાય છે અને જ્યોત બુઝાઈ જાય છે.

7. એસિડ વર્ષા વિશે ટૂંકમાં સમજાવો.

   • સલ્ફર ડાયોક્સાઈડ અને નાઈટ્રોજન ઓક્સાઈડ વરસાદના પાણી સાથે ભળીને એસિડ બનાવે છે, જે ખેતી, ઇમારતો અને જમીનને નુકસાન પહોંચાડે છે.

8. ગ્લોબલ વોર્મિંગ એટલે શું? સમજાવો.

   • જવાબ: હવામાં કાર્બન ડાયોક્સાઈડ (CO₂) નું વધતું પ્રમાણ પૃથ્વીના વાતાવરણનું તાપમાન વધારે છે, જેને ગ્લોબલ વોર્મિંગ કહે છે. આનાથી હિમનદીનો બરફ પીગળે છે, દરિયાની સપાટી વધે છે, અને હવામાનમાં અનિયમિત ફેરફારો થાય છે, જે પર્યાવરણ અને જીવસૃષ્ટિ માટે હાનિકારક છે.
   • નોંધ: ગ્લોબલ વોર્મિંગનું મુખ્ય કારણ બળતણના દહનથી ઉત્પન્ન થતો CO₂ છે, જે ગ્રીનહાઉસ અસર ઉત્પન્ન કરે છે. વિદ્યાર્થીઓએ આની પર્યાવરણીય અસરો અને નિવારણની રીતો સમજવી જોઈએ.

9. હાઈડ્રોજન બળતણ તરીકે ઘણો સારો છે. કારણ આપો.

   • જવાબ:
     • હાઈડ્રોજનનું કેલરી મૂલ્ય (150000 kJ/kg) ખૂબ ઊંચું છે, જે અન્ય બળતણો કરતાં વધુ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે.
     • તેનું દહન સ્વચ્છ હોય છે અને માત્ર પાણી (H₂O) ઉત્પન્ન થાય છે, જે પર્યાવરણને નુકસાન પહોંચાડતું નથી.
     • હાઈડ્રોજન CO, CO₂, SO₂ અથવા NOx જેવા હાનિકારક વાયુઓ ઉત્પન્ન કરતું નથી.
   • નોંધ: હાઈડ્રોજનનો ઉપયોગ હજી મર્યાદિત છે કારણ કે તેનો સંગ્રહ અને પરિવહન ખર્ચાળ અને જટિલ છે, પરંતુ તે ભવિષ્યનું આદર્શ બળતણ ગણાય છે.

10. એક પ્રવૃત્તિ દ્વારા સમજાવો કે દહન માટે પદાર્થને તેનું જ્વલનબિંદુ પ્રાપ્ત કરવું જરૂરી છે.

    • જવાબ:
      • પ્રવૃત્તિ 4.4:
        • કાગળની શીટમાંથી બે પેપર કપ બનાવો.
        • એક કપમાં 50 મિલિ પાણી ઉમેરો.
        • બંને કપને અલગથી મીણબત્તી વડે ગરમ કરો.
      • પરિણામ: ખાલી કપ સળગી જશે કારણ કે તે તેનું જ્વલનબિંદુ પ્રાપ્ત કરે છે. પાણી ભરેલો કપ સળગશે નહીં કારણ કે ઉષ્મા પાણીને ઉષ્માવહન દ્વારા મળે છે અને કાગળ જ્વલનબિંદુ સુધી પહોંચતો નથી.
    • નોંધ: આ પ્રવૃત્તિ દર્શાવે છે કે દહન માટે પદાર્થનું તાપમાન જ્વલનબિંદુથી ઉપર હોવું જરૂરી છે. પાણી ઉષ્માને શોષી લે છે, જેનાથી કાગળનું તાપમાન જ્વલનબિંદુ સુધી પહોંચતું નથી.

11. એક ઘન અને એક પ્રવાહી બળતણનું ઉદાહરણ આપો.

    • જવાબ:
      • ઘન બળતણ: લાકડું
      • પ્રવાહી બળતણ: પેટ્રોલ
    • નોંધ: ઘન બળતણોનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઘરેલું અને ઔદ્યોગિક હેતુઓ માટે થાય છે, જ્યારે પ્રવાહી બળતણો વાહનો અને યંત્રોમાં વધુ વપરાય છે.

12. ડીઝલ અને પેટ્રોલના વાહનોમાં હવે CNG નો ઉપયોગ બળતણ તરીકે થાય છે. કારણ આપો.

    • જવાબ:
      • CNG ડીઝલ અને પેટ્રોલની સરખામણીમાં ઓછા હાનિકારક વાયુઓ (જેમ કે CO, SO₂, NOx) ઉત્પન્ન કરે છે.
      • CNG એ સ્વચ્છ બળતણ છે, જે હવા પ્રદૂષણ ઘટાડે છે.
      • CNG નો ઉપયોગ આર્થિક રીતે પણ ફાયદાકારક છે કારણ કે તેની કિંમત ઘણીવાર ઓછી હોય છે.
    • નોંધ: CNG નો ઉપયોગ શહેરી વિસ્તારોમાં વાહનોમાં વધુ થાય છે, જે હવાની ગુણવત્તા સુધારવામાં મદદ કરે છે.

13. કોઈ એક બળતણનું 5 કિગ્રા દહન કરવાથી ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા ઊર્જા 1,80,000 kJ છે. આ બળતણનું કેલરી મૂલ્ય ગણતરી કરીને શોધો.

    • જવાબ:
      • કેલરી મૂલ્ય = ઉષ્મા ઊર્જા ÷ બળતણનું વજન
      • = 1,80,000 kJ ÷ 5 kg
      • = 36,000 kJ/kg
    • નોંધ: કેલરી મૂલ્ય બળતણની કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છે. આ ગણતરી વિદ્યાર્થીઓને બળતણની ઊર્જા ઉત્પાદન ક્ષમતા સમજવામાં મદદ કરે છે.

---

Additional Notes for Students

• દહનની પ્રક્રિયા: દહન એ એક રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જેમાં ઓક્સિજન આવશ્યક છે. વિદ્યાર્થીઓએ યાદ રાખવું કે દહન વિના આગ શક્ય નથી, અને આગ ઓલવવા માટે ઓક્સિજન, બળતણ અથવા ગરમીમાંથી કોઈ એક ઘટક દૂર કરવું જરૂરી છે.
• જ્વલનબિંદુનું મહત્વ: જ્વલનબિંદુ એ એક મુખ્ય ખ્યાલ છે જે દરેક પદાર્થની સળગવાની ક્ષમતા નક્કી કરે છે. વિદ્યાર્થીઓએ પ્રવૃત્તિ 4.4 દ્વારા આ ખ્યાલને પ્રાયોગિક રીતે સમજવું જોઈએ.
• પર્યાવરણીય અસરો: બળતણના દહનથી થતા પ્રદૂષણ (જેમ કે CO₂, SO₂, NOx) ને ઘટાડવા માટે સ્વચ્છ બળતણો જેવા કે CNG અને હાઈડ્રોજનનો ઉપયોગ વધારવો જોઈએ. વિદ્યાર્થીઓએ આની પર્યાવરણ પર થતી અસરો અને નિવારણની રીતો શીખવી જોઈએ.
• પ્રવૃત્તિઓનું મહત્વ: આ પ્રકરણમાંની પ્રવૃત્તિઓ (4.1 થી 4.5) વિદ્યાર્થીઓને દહન, જ્વલનબિંદુ અને જ્યોતના બંધારણને પ્રાયોગિક રીતે સમજવામાં મદદ કરે છે. આ પ્રવૃત્તિઓને શિક્ષકની દેખરેખ હેઠળ કરવી જોઈએ.

---

📚 અહીં ધોરણ 6, 7 અને 8 માટેના પ્રકરણ ક્રમબદ્ધ રીતે રજૂ કરવામાં આવ્યા છે (Textbook Edition 2023/24):
🔗 Website: LearnWithNohil.blogspot.com

---

✅ વિજ્ઞાન ધોરણ 6

1. પ્રકરણ 1: આહારના ઘટકો
2. પ્રકરણ 2: વસ્તુઓનાં જૂથ બનાવવાં
3. પ્રકરણ 3: પદાર્થોનું અલગીકરણ
4. પ્રકરણ 4: વનસ્પતિની જાણકારી મેળવીએ
5. પ્રકરણ 5: શરીરનું હલનચલન
6. પ્રકરણ 6: સજીવો - લક્ષણો અને નિવાસસ્થાન
7. પ્રકરણ 7: ગતિ અને અંતરનું માપન
8. પ્રકરણ 8: પ્રકાશ, પડછાયો અને પરાવર્તન
9. પ્રકરણ 9: વિદ્યુત તથા પરિપથ
10. પ્રકરણ 10: ચુંબક સાથે ગમ્મત
11. પ્રકરણ 11: આપણી આસપાસની હવા

---

✅ વિજ્ઞાન ધોરણ 7

1. પ્રકરણ 1: વનસ્પતિમાં પોષણ
2. પ્રકરણ 2: પ્રાણીઓમાં પોષણ
3. પ્રકરણ 3: ઉષ્મા
4. પ્રકરણ 4: ઍસિડ, બેઈઝ અને ક્ષાર
5. પ્રકરણ 5: ભૌતિક અને રાસાયણિક ફેરફારો
6. પ્રકરણ 6: સજીવોમાં શ્વસન
7. પ્રકરણ 7: પ્રાણીઓ અને વનસ્પતિઓમાં વહન
8. પ્રકરણ 8: વનસ્પતિમાં પ્રજનન
9. પ્રકરણ 9: ગતિ અને સમય
10. પ્રકરણ 10: વિદ્યુતપ્રવાહ અને તેની અસરો
11. પ્રકરણ 11: પ્રકાશ
12. પ્રકરણ 12: જંગલો : આપણી જીવાદોરી
13. પ્રકરણ 13: દૂષિત પાણીની વાર્તા

---

✅ વિજ્ઞાન ધોરણ 8

1. પ્રકરણ 1: પાક ઉત્પાદન અને વ્યવસ્થાપન
2. પ્રકરણ 2: સૂક્ષ્મજીવો : મિત્ર અને શત્રુ
3. પ્રકરણ 3: કોલસો અને પેટ્રોલિયમ
4. પ્રકરણ 4: દહન અને જ્યોત
5. પ્રકરણ 5: વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓનું સંરક્ષણ
6. પ્રકરણ 6: પ્રાણીઓમાં પ્રજનન
7. પ્રકરણ 7: કિશોરાવસ્થા તરફ
8. પ્રકરણ 8: બળ અને દબાણ
9. પ્રકરણ 9: ઘર્ષણ
10. પ્રકરણ 10: ધ્વનિ
11. પ્રકરણ 11: વિદ્યુતપ્રવાહની રાસાયણિક અસર
12. પ્રકરણ 12: કેટલીક કુદરતી ઘટનાઓ
13. પ્રકરણ 13: પ્રકાશ

---