पदार्थ की अवस्थाओं पर दबाव में परिवर्तन के प्रभावों के संबंध में निम्नलिखित में से कौन सा/से कथन सही है/हैं?कथ

Question

पदार्थ की अवस्थाओं पर दबाव में परिवर्तन के प्रभावों के संबंध में निम्नलिखित में से कौन सा/से कथन सही है/हैं?

कथन I: दबाव लागू करने और तापमान कम करने से गैसों को द्रवीभूत किया जा सकता है। कथन II: ठोस कार्बन डाइऑक्साइड को उच्च दबाव में संग्रहित किया जाता है।

उपर्युक्त में से कौन सा/से कथन सही है/हैं?

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The correct answer is D: कथन I और II दोनों सही हैं।. दोनों कथन तथ्यात्मक रूप से सही हैं। गैसों को उच्च दबाव और कम तापमान (गतिज ऊर्जा को कम करके) के संयोजन द्वारा द्रवीभूत किया जा सकता है, और ठोस कार्बन डाइऑक्साइड (सूखी बर्फ) को गैसीय $CO_2$ को उच्च दबाव के तहत ठंडा और संपीड़ित करके प्राप्त किया जाता है, यही कारण है कि इसे इसी तरह संग्रहित किया जाता है और अपनी ठोस अवस्था में रखा जाता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
दोनों कथन तथ्यात्मक रूप से सही हैं। गैसों को उच्च दबाव और कम तापमान (गतिज ऊर्जा को कम करके) के संयोजन द्वारा द्रवीभूत किया जा सकता है, और ठोस कार्बन डाइऑक्साइड (सूखी बर्फ) को गैसीय $CO_2$ को उच्च दबाव के तहत ठंडा और संपीड़ित करके प्राप्त किया जाता है, यही कारण है कि इसे इसी तरह संग्रहित किया जाता है और अपनी ठोस अवस्था में रखा जाता है।

Working Principle: गैसों का द्रवीकरण गतिज आणविक सिद्धांत पर निर्भर करता है। दबाव बढ़ाकर, गैस के कणों को एक-दूसरे के करीब लाया जाता है, और तापमान कम करके, उनकी गतिज ऊर्जा कम हो जाती है, जिससे आकर्षण के अंतर-आणविक बल इतने मजबूत हो जाते हैं कि कणों को तरल अवस्था में बनाए रख सकें। $CO_2$ के लिए, मानक वायुमंडलीय दबाव पर ऊर्ध्वपातन (sublimation) होता है; इसलिए, इसे उच्च तापमान पर ठोस रूप में रहने के लिए उच्च दबाव में संग्रहित किया जाना चाहिए (और यह 5.1 atm के त्रिक बिंदु दबाव से ऊपर ही तरल के रूप में मौजूद होता है)।

Key Formulas: $P \propto \frac{1}{V}$ — बॉयल का नियम जो दबाव-आयतन संबंध की व्याख्या करता है; $KE = \frac{3}{2}kT$ — गतिज ऊर्जा और तापमान के बीच संबंध

Key Points: द्रवीकरण तब होता है जब अंतर-आणविक बल गतिज ऊर्जा पर हावी हो जाते हैं।; सूखी बर्फ ($CO_2$) 1 atm पर पिघलती नहीं है बल्कि सीधे ऊर्ध्वपातित होती है; इसे ठोस या तरल रखने के लिए दबाव की आवश्यकता होती है।; क्रांतिक तापमान वह उच्चतम तापमान है जिस पर किसी गैस को केवल दबाव द्वारा द्रवीभूत किया जा सकता है।

Applications: सिलेंडरों में LPG (तरलीकृत पेट्रोलियम गैस) का भंडारण।; शक्तिशाली रेफ्रिजरेंट के रूप में सूखी बर्फ का उपयोग।

Additional Info: $CO_2$ का त्रिक बिंदु 5.1 atm और -56.4 °C पर है।. यदि दबाव 5.1 atm से कम है, तो $CO_2$ केवल ठोस या गैस के रूप में मौजूद होती है (ऊर्ध्वपातन)।

Answer: D सही है — दोनों कथन दबाव के तहत गैसों और कार्बन डाइऑक्साइड के अवस्था व्यवहार का सही वर्णन करते हैं।

Exam Tip: याद रखें कि 'सूखी बर्फ' ऊर्ध्वपातित होती है, इसलिए यह कभी भी तरल अवशेष नहीं छोड़ती; यह अवस्था परिवर्तनों से संबंधित प्रश्नों में एक सामान्य विषय है।

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Option A: न तो कथन I और न ही II सही है।

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Option B: केवल कथन I सही है।

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Option C: केवल कथन II सही है।

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