जब स्याही की एक बूंद को पानी में रखा जाता है, तो वह बिना हिलाए समान रूप से फैल जाती है। यह क्या दर्शाता है?

Question

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The correct answer is A: कण स्थिर हैं. पानी में स्याही का फैलना गतिज आणविक सिद्धांत (Kinetic molecular theory), विशेष रूप से विसरण (diffusion) का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। यह घटना इसलिए होती है क्योंकि पदार्थ के कणों में गतिज ऊर्जा होती है और वे निरंतर, यादृच्छिक गति (random motion) में होते हैं, जिससे वे आपस में टकराते हैं और तब तक पुनर्वितरित होते रहते हैं जब तक कि पूरे तरल में स्याही की सांद्रता समान न हो जाए।

Step-by-Step Solution & Concepts:
पानी में स्याही का फैलना गतिज आणविक सिद्धांत (Kinetic molecular theory), विशेष रूप से विसरण (diffusion) का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। यह घटना इसलिए होती है क्योंकि पदार्थ के कणों में गतिज ऊर्जा होती है और वे निरंतर, यादृच्छिक गति (random motion) में होते हैं, जिससे वे आपस में टकराते हैं और तब तक पुनर्वितरित होते रहते हैं जब तक कि पूरे तरल में स्याही की सांद्रता समान न हो जाए।

Working Principle: यह विसरण के कारण होता है, जो अधिक सांद्रता वाले क्षेत्र से कम सांद्रता वाले क्षेत्र की ओर कणों की शुद्ध गति है। बाहरी हलचल (stirring) के बिना भी, पानी के अणुओं की तापीय ऊर्जा उन्हें स्याही के कणों से टकराने के लिए प्रेरित करती है। ये यादृच्छिक, निरंतर टकराव (ब्राउनियन गति) स्याही के कणों को पानी के अणुओं के बीच के रिक्त स्थानों में स्थानांतरित होने के लिए प्रेरित करते हैं, जब तक कि गतिशील संतुलन (dynamic equilibrium) की स्थिति प्राप्त न हो जाए।

Key Formulas: $KE = \frac{1}{2}mv^2$ — कणों की गतिज ऊर्जा जो विसरण की गति को निर्धारित करती है

Key Points: तापमान बढ़ने पर गतिज ऊर्जा में वृद्धि के साथ विसरण बढ़ता है।; कण उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से निम्न सांद्रता वाले क्षेत्र की ओर गति करते हैं।; तरल और गैसों में विसरण के लिए किसी बाहरी ऊर्जा (हिलाने) की आवश्यकता नहीं होती है।

Advantages: यह समझाता है कि जीवित जीवों में पोषक तत्व कोशिकाओं तक कैसे पहुंचते हैं; यह समझाता है कि ऑक्सीजन एल्वियोली के माध्यम से रक्त में कैसे प्रवेश करती है

Applications: हवा में सुगंध का मिलना; श्वसन के दौरान फेफड़ों में ऑक्सीजन का प्रवेश

Additional Info: प्रदान की गई आधिकारिक उत्तर कुंजी (विकल्प A) गतिज आणविक सिद्धांत के आधार पर तथ्यात्मक रूप से गलत है।. विकल्प B गलत है क्योंकि स्याही और पानी एक मिश्रण बनाते हैं, न कि कोई रासायनिक अभिक्रिया।. विकल्प D गलत है क्योंकि स्याही के कण निलंबित और बिखरे हुए रहते हैं, वे अवसाद (sediment) की तरह नीचे नहीं बैठते हैं।

Answer: विकल्प C सही है — विसरण की प्रक्रिया प्रदर्शित करती है कि पदार्थ के कण निरंतर यादृच्छिक गति में होते हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि विज्ञान की परीक्षाओं में, यदि कोई आधिकारिक उत्तर कुंजी किसी मौलिक सिद्धांत (जैसे गतिज सिद्धांत) के साथ विरोधाभास करती है, तो वैज्ञानिक तथ्य को प्राथमिकता दी जाती है, हालांकि आपको बोर्ड की अपेक्षित तर्क के अनुसार उत्तर देना होगा।

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Option B: पानी स्याही के साथ अभिक्रिया करता है

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Option C: पदार्थ के कण लगातार गतिमान हैं

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Option D: कण भारी होते हैं और नीचे बैठ जाते हैं

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