SF6 गैस किस स्थिति में द्रवित रूप में परिवर्तित हो जाती है?

Question

Accepted Answer

A: 10$^{\circ}$C और 15 atm दबाव

Explanation & Concepts:
सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6) गैस का उपयोग सर्किट ब्रेकरों में इसके उत्कृष्ट आर्क-शमन (arc-quenching) और इंसुलेटिंग गुणों के कारण किया जाता है। यह दबाव में द्रवित हो जाती है, और इसकी अवस्था तापमान और दबाव दोनों पर अत्यधिक निर्भर करती है; 15 atm के सामान्य दबाव पर, द्रवीकरण तापमान लगभग 10°C होता है।

Working Principle: SF6 का द्रवीकरण इसके फेज़ डायग्राम (phase diagram) द्वारा नियंत्रित होता है। स्विचगियर में, गैस को गैसीय अवस्था में रखना इंसुलेशन विफलता को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है। जैसे-जैसे तापमान गिरता है, संतृप्त वाष्प दबाव (saturated vapor pressure) कम हो जाता है। यदि परिवेश का तापमान दिए गए दबाव (15 atm) के लिए द्रवीकरण बिंदु से नीचे गिर जाता है, तो गैस तरल में बदल जाती है, जिससे टैंक में दबाव काफी कम हो जाता है और सर्किट ब्रेकर की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति कम हो जाती है।

Key Formulas: $P_{sat} = f(T)$ — किसी पदार्थ के लिए संतृप्त वाष्प दबाव और तापमान के बीच संबंध; $PV = Z nRT$ — वास्तविक गैस व्यवहार समीकरण जहाँ Z द्रवीकरण के निकट आदर्श गैस व्यवहार से विचलन को दर्शाता है

Key Points: SF6 एक इलेक्ट्रोनेगेटिव गैस है जिसका उपयोग मुख्य रूप से हाई-वोल्टेज स्विचगियर में किया जाता है।; कम तापमान पर द्रवीकरण से आंतरिक गैस दबाव में गिरावट आती है, जो डाइइलेक्ट्रिक शक्ति को कम कर देती है।; सर्किट ब्रेकर अक्सर गैस के तापमान को द्रवीकरण बिंदु से ऊपर बनाए रखने के लिए हीटिंग तत्वों का उपयोग करते हैं।; SF6 सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत रासायनिक रूप से अक्रिय, गैर-विषाक्त और गैर-ज्वलनशील है।

Advantages: बेहतर आर्क शमन क्षमताएं; उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति

Disadvantages: उच्च ग्लोबल वार्मिंग क्षमता; कम परिवेशी तापमान पर द्रवीकरण का जोखिम

Applications: गैस इंसुलेटेड स्विचगियर (GIS); हाई वोल्टेज सर्किट ब्रेकर

Additional Info: वायुमंडलीय दबाव पर SF6 का क्वथनांक लगभग -63.8°C है।. विकल्प B, C, और D उच्च तापमान का प्रतिनिधित्व करते हैं जहाँ SF6 15 atm दबाव पर स्थिर गैसीय अवस्था में रहता है, इसलिए वे विशिष्ट द्रवीकरण सीमा के लिए गलत हैं।

Answer: A सही है — SF6 गैस 15 atm के दबाव में 10°C पर अपने द्रवीकरण बिंदु तक पहुँच जाती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि SF6 दबाव तापमान-क्षतिपूर्ति (temperature-compensated) वाला होता है; सर्दियों के दौरान दबाव रीडिंग में कमी अक्सर रिसाव के बजाय गैस के ठंडा होने के कारण होती है।

Answer

Option B: 15$^{\circ}$C और 15 atm दबाव

Answer

Option C: 20$^{\circ}$C और 15 atm दबाव

Answer

Option D: 30$^{\circ}$C और 15 atm दबाव

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