मृदा द्रव्यमान का विशिष्ट गुरुत्व (Specific gravity) किसका अनुपात है?

Question

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C: $\frac{\gamma_s}{\gamma_w}$

Explanation & Concepts:
मृदा ठोसों का विशिष्ट गुरुत्व ($G$) मृदा ठोसों के इकाई भार ($\gamma_s$) और मानक तापमान पर आसुत जल (distilled water) के इकाई भार ($\gamma_w$) का अनुपात होता है, जो आमतौर पर $4^\circ C$ होता है। यह एक आयामहीन (dimensionless) राशि है जो जल के सापेक्ष मृदा कणों के घनत्व को दर्शाती है।

Working Principle: यह सिद्धांत आर्किमिडीज के उत्प्लावन और घनत्व की परिभाषाओं पर आधारित है। पाइकोमीटर का उपयोग करके सूखे मृदा कणों के एक ज्ञात आयतन का द्रव्यमान निर्धारित करके और इसकी तुलना समान आयतन के जल के द्रव्यमान से करके, विशिष्ट गुरुत्व की गणना की जाती है, जो मृदा के वर्गीकरण और रिक्ति अनुपात (void ratios) की गणना के लिए एक मूलभूत सूचकांक गुण के रूप में कार्य करता है।

Key Formulas: $G = \frac{\gamma_s}{\gamma_w}$ — मृदा ठोसों के विशिष्ट गुरुत्व की परिभाषा; $G = \frac{M_s}{V_s \cdot \gamma_w}$ — द्रव्यमान-आयतन संबंध का रूप

Key Points: विशिष्ट गुरुत्व एक आयामहीन राशि है।; अधिकांश अकार्बनिक मृदा के लिए, $G$ का मान सामान्यतः 2.60 और 2.80 के बीच होता है।; यह मान $e = \frac{G \cdot \gamma_w}{\gamma_d} - 1$ संबंध का उपयोग करके रिक्ति अनुपात ($e$) निर्धारित करने के लिए आवश्यक है।; इसे आमतौर पर प्रयोगशाला में पाइकोमीटर या घनत्व बोतल (density bottle) का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है।

Advantages: रिक्ति अनुपात और संतृप्ति की डिग्री की गणना करने में उपयोगी।; मृदा की खनिज संरचना की पहचान करने में सहायक।

Disadvantages: कार्बनिक पदार्थों के प्रभाव को ध्यान में नहीं रखता है (जो $G$ को कम कर देता है)।; प्रायोगिक माप के लिए सटीक तापमान नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

Applications: मृदा वर्गीकरण और सूचकांक गुणों का निर्धारण।; जियोटेक्निकल इंजीनियरिंग में शुष्क घनत्व और इकाई भार संबंधों की गणना।

Additional Info: क्वार्ट्ज-आधारित रेत के लिए $G$ का मान सामान्यतः 2.65 लिया जाता है।. विकल्प A गलत है क्योंकि यह थोक इकाई भार अनुपात का प्रतिनिधित्व करता है, विकल्प B उल्टा है, और विकल्प D विशिष्ट गुरुत्व का व्युत्क्रम है।

Answer: C सही है — मृदा ठोसों का विशिष्ट गुरुत्व मृदा ठोसों के इकाई भार और आसुत जल के इकाई भार का अनुपात होता है।

Exam Tip: याद रखें कि ठोसों का विशिष्ट गुरुत्व ($G_s$) थोक विशिष्ट गुरुत्व ($G_m$) से अलग होता है; हमेशा जांचें कि प्रश्न में 'मृदा द्रव्यमान' या 'मृदा ठोसों' का उल्लेख है या नहीं।

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Option A: $\frac{\gamma}{\gamma_w}$

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Option B: $\frac{\gamma_w}{\gamma_s}$

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Option D: $\frac{\gamma_w}{\gamma}$

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