8th Science (lesson 11-19)(English/Marathi)

Lesson 11: Human Body and Organ System

Organs and Organ Systems: Organs and organ systems in the human body are made up of cells.
Cellular Respiration: This is the process where nutrients are oxidized in cells. It can be summarized as: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + Energy (38 ATP).
Respiratory System:

Organs: The respiratory system includes the nose, pharynx, windpipe (trachea), lungs, and diaphragm.
Functions of Organs:

Nose: Filters air with hair and mucus.
Pharynx: Acts as a common passage for food and air. A lid closes the windpipe during eating to prevent food entry.
Windpipe (Trachea): Begins with the sound box (larynx) and bifurcates into the lungs.
Lungs: Located on either side of the heart in the thoracic cavity. They are covered by a double-layered membrane called pleura and contain many small compartments called alveoli, which have a rich network of capillaries for gaseous exchange.
Diaphragm: A muscular partition at the base of the thoracic cage. Its upward and downward movements are essential for breathing, causing air to move into and out of the lungs.

Gaseous Exchange: Hemoglobin in red blood corpuscles (RBCs) absorbs oxygen from alveoli, while carbon dioxide (CO₂) and water vapors move from blood into the alveoli to be exhaled.

Blood Circulatory System:

Function: Transports various substances like water, hormones, oxygen, soluble nutrients, and waste materials throughout the body.
Components: Consists of the heart, blood vessels, and capillaries.
Heart: A muscular pump divided into left and right compartments, each with two chambers: upper atria and lower ventricles. A healthy person's heart beats about 72 times per minute, pumping around 75 ml of blood with each beat. Two sounds, 'lubb' and 'dub', are heard during a heartbeat.
Blood Vessels:

Arteries: Carry blood away from the heart, are deeply located, have thick walls, and typically carry oxygenated blood (except the pulmonary artery). They do not have valves.
Veins: Carry blood towards the heart, are superficially located, have thin walls, and usually carry deoxygenated blood (except the pulmonary veins). They are provided with valves to prevent backflow.
Capillaries: Fine, hair-like vessels with extremely thin, single-layered walls, facilitating easy exchange of materials between blood and cells. They unite to form veins.

Blood Circulation: The continuous process of pumping blood to various body parts and returning it to the heart, maintained by alternate contraction and relaxation of the heart (a heartbeat).

Blood: A red-colored, fluid connective tissue, salty in taste, with a pH of 7.4 when oxygenated.

Components:

Red Blood Corpuscles (RBCs): Small, circular, enucleated cells, red due to hemoglobin. They transport oxygen. A cubic millimeter of blood contains 50-60 lakh RBCs, produced in red bone marrow and living for 100-127 days.
White Blood Cells (WBCs): Large, nucleated, and colorless cells that protect the body from microbial diseases by attacking pathogens. There are 5 types of WBCs (basophils, eosinophils, neutrophils, monocytes, lymphocytes). A cubic millimeter of blood contains 5000-10000 WBCs, produced in red bone marrow.
Platelets: Extremely small, disc-shaped cells that participate in the blood clotting process. A cubic millimeter of blood contains 2.5-4 lakh platelets.

Blood Pressure: The pressure exerted by blood on the walls of arteries due to the heart's contraction and relaxation.

Systolic Pressure: The pressure recorded during the contraction of the heart.
Diastolic Pressure: The pressure recorded during the relaxation of the heart.
Normal blood pressure for a healthy person is about 120/80 mm to 139/89 mm of Hg. It is measured using a sphygmomanometer.
Hypertension (High Blood Pressure): A condition where blood pressure is higher than normal, causing extra tension in arteries and forcing the heart to work harder.

Hematology: The branch of medical science that deals with the study of blood, hematopoietic organs, and blood diseases, including their diagnosis and remedies.
Blood Groups: The A, B, O blood groups were discovered by Carl Landsteiner in 1900, and the AB blood group by Decastello and Sturli in 1902.

मानवी शरीर व इंद्रिय संस्था

इंद्रिये व इंद्रिय संस्था: मानवी शरीरातील इंद्रिये व इंद्रिय संस्था पेशींपासून बनलेल्या असतात.
पेशीस्तरी श्वसन: पेशींमध्ये पोषक द्रव्यांचे ऑक्सिडीकरण होणे. याचे समीकरण असे आहे: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + ऊर्जा (38 ATP).
श्वसन संस्था:

अवयव: श्वसन संस्थेत नाक, घसा (Pharynx), श्वासनलिका (Trachea), फुफ्फुसे आणि श्वासपटल यांचा समावेश असतो.
अवयवांचे कार्य:

नाक: केसांच्या व श्लेष्माच्या मदतीने हवा गाळते.
घसा: अन्ननलिका व श्वासनलिका येथून सुरु होतात; अन्न गिळताना श्वासनलिकेचे झाकण बंद होते.
श्वासनलिका: सुरुवातीला स्वरयंत्रामुळे फुगलेली असते व वक्षपोकळीत फुफ्फुसांमध्ये विभागते.
फुफ्फुसे: वक्षपोकळीत हृदयाच्या दोन्ही बाजूंना असतात. त्यांना प्ल्युरो नावाचे दुहेरी आवरण असते आणि त्यात वायुकोश नावाचे लहान कप्पे असतात, ज्यांच्याभोवती वायूंच्या देवाणघेवाणीसाठी केशवाहिन्यांचे जाळे असते.
श्वासपटल: वक्षपोकळीच्या तळाशी असलेले एक स्नायूंचे पटल. याच्या वर-खाली हालचालीमुळे हवा फुफ्फुसात येते व बाहेर जाते, जे श्वसनासाठी आवश्यक आहे.

वायूंची देवाणघेवाण: लाल रक्तकणिकांमधील हिमोग्लोबिन वायुकोशांमधून ऑक्सिजन शोषते, तर कार्बन डायऑक्साइड (CO₂) आणि पाण्याची वाफ रक्तातून वायुकोशात येऊन उच्छ्वासामार्फत बाहेर टाकली जातात.

रक्ताभिसरण संस्था:

कार्य: पाणी, संप्रेरके, ऑक्सिजन, पोषक द्रव्ये आणि टाकाऊ पदार्थ यांचे शरीरात वहन करण्याचे कार्य करते.
घटक: यामध्ये हृदय, रक्तवाहिन्या आणि केशवाहिन्या यांचा समावेश होतो.
हृदय: एक स्नायूंचा पंप आहे, जो सतत स्पंदन करत असतो. ते उभे पटल डाव्या व उजव्या कप्प्यांत विभागते आणि प्रत्येक कप्प्याचे दोन भाग असतात: वरचे अलिंद व खालचे निलय. निरोगी व्यक्तीचे हृदय दर मिनिटाला सुमारे 72 ठोके देते आणि प्रत्येक ठोक्याला सुमारे 75 मिली रक्त ढकलते. हृदयाच्या ठोक्यांदरम्यान 'लबब' व 'डबब' असे दोन आवाज येतात.
रक्तवाहिन्या:

धमन्या (रोहिणी): हृदयापासून शरीराच्या विविध भागांकडे रक्त वाहून नेतात. त्या शरीरात खोलवर असतात, त्यांच्या भित्तिका जाड असतात आणि त्या साधारणतः ऑक्सिजनयुक्त रक्त वाहून नेतात (फुफ्फुसधमनी वगळता). त्यांना झडपा नसतात.
नीला (शिरा): शरीराच्या विविध भागांकडून हृदयाकडे रक्त वाहून नेतात. त्या त्वचेलगत असतात, त्यांच्या भित्तिका पातळ असतात आणि त्यांना झडपा असतात (फुफ्फुसशिरां वगळता सर्व कार्बन डायऑक्साइडयुक्त रक्त वाहून नेतात).
केशवाहिन्या: केसासारख्या बारीक रक्तवाहिन्या असून त्यांच्या भित्तिका अत्यंत बारीक व पातळ असतात, ज्यामुळे रक्त आणि पेशींमध्ये पदार्थांची देवाणघेवाण सुलभ होते. त्या एकत्र येऊन नीला तयार होतात.

रक्ताभिसरण: शरीराच्या विविध भागांकडे रक्त पंप करणे व ते परत हृदयात आणणे या प्रक्रियेला रक्ताभिसरण म्हणतात. हृदय आळीपाळीने आकुंचन व शिथिल होत राहते, यालाच हृदयाचे स्पंदन म्हणतात.

रक्त: लाल रंगाचे द्रव संयोजी ऊती असून ऑक्सिजनयुक्त रक्ताची चव खारट असते आणि त्याचा pH 7.4 असतो.

घटक:

लाल रक्तकणिका (RBCs): लहान, वर्तुळाकार आणि केंद्रक नसलेल्या पेशी. हिमोग्लोबिनमुळे त्या लाल दिसतात आणि ऑक्सिजन वाहून नेतात. एका घनमिलीमीटर रक्तामध्ये 50-60 लाख RBCs असतात. त्या लाल अस्थिमज्जेत तयार होतात आणि 100-127 दिवस जगतात.
श्वेत रक्तकणिका (WBCs): मोठ्या, केंद्रक असलेल्या आणि रंगहीन पेशी. त्या शरीराचे सैनिक म्हणून कार्य करतात आणि रोगजंतूंवर हल्ला करून सूक्ष्मजीवजन्य रोगांपासून संरक्षण करतात. एका घनमिलीमीटर रक्तामध्ये 5000-10000 WBCs असतात आणि त्या 5 प्रकारच्या असतात (बॅसोफिल्स, इओसिनोफिल्स, न्यूट्रोफिल्स, मोनोसाइट्स व लिम्फोसाइट्स). त्या लाल अस्थिमज्जेत तयार होतात.
प्लेटलेट्स (रक्तबिंबिका): अत्यंत लहान आणि तबकडीच्या आकाराच्या पेशी. त्या रक्त गोठण्याच्या प्रक्रियेत सहभागी होतात. एका घनमिलीमीटर रक्तामध्ये 2.5-4 लाख प्लेटलेट्स असतात.

रक्तदाब: हृदयाच्या आकुंचन-शिथिलतेमुळे रक्तवाहिन्यांच्या भिंतींवर पडणारा दाब.

सिस्टोलिक दाब: हृदयाच्या आकुंचनादरम्यान नोंदवला जाणारा दाब.
डायस्टोलिक दाब: हृदयाच्या शिथिलतेदरम्यान नोंदवला जाणारा दाब.
निरोगी व्यक्तीचा रक्तदाब सुमारे 120/80 मिमी ते 139/89 मिमी Hg असतो. तो रक्तदाबमापक यंत्र (Sphygmomanometer) वापरून मोजला जातो.
उच्च रक्तदाब (Hypertension): सामान्य रक्तदाबापेक्षा जास्त दाब, ज्यामुळे धमन्यांमध्ये अनावश्यक ताण निर्माण होतो आणि हृदयाला अधिक कार्य करावे लागते.

रक्तशास्त्र (Hematology): रक्त, रक्त तयार करणारे अवयव आणि रक्ताचे रोग यांचा अभ्यास करणारी वैद्यक विज्ञानाची शाखा. यात रक्ताच्या सर्व रोगांचे निदान व उपचार यांवर संशोधन केले जाते.
रक्तगट: A, B आणि O या रक्तगटांचा शोध डॉ. कार्ल लँडस्टेनर यांनी 1900 साली लावला, तर AB रक्तगटाचा शोध डिकार्टेलो आणि स्टर्ली यांनी 1902 मध्ये लावला.

Lesson 12: Introduction to Acid & Base

Acid: Substances that have a sour taste due to specific compounds present in them. They are soluble in water and are corrosive.

Natural/Organic Acids: Found in foodstuffs, generally weak acids. Examples include acetic acid (vinegar), citric acid (lemon), tartaric acid (tamarind), oxalic acid (tomato), lactic acid (curd), and ascorbic acid (orange).
Mineral Acids: These are strong acids and are caustic/inflammatory. Examples are sulphuric acid (H₂SO₄), hydrochloric acid (HCl), and nitric acid (HNO₃). Concentrated solutions can burn skin, and their vapors are harmful. Diluting them slowly with water makes them less harmful.
Properties of Acids:

1. Sour in taste.

2. Contain hydrogen ions (H⁺) in solution state.

3. React with metals to produce hydrogen gas.

4. React with carbonates to release carbon dioxide gas.

5. Turn blue litmus paper red.

Uses of Acids: Used in the production of chemical fertilizers, oil purification, medicines, dyes, and explosives.

Base (Alkali): Substances that have an astringent/bitter taste and are slippery to touch. They are chemically opposite to acids. Concentrated solutions are strong and caustic, burning skin by decomposing proteins.

Examples: Lime water (Ca(OH)₂), baking soda (NaHCO₃), caustic soda (NaOH), potassium hydroxide (KOH), magnesium hydroxide (Mg(OH)₂ - milk of magnesia), and ammonium hydroxide (NH₄OH).
Properties of Bases:

1. Bitter taste.

2. Slippery to touch.

3. Contain hydroxide ions (OH⁻) as a main constituent.

4. Metal oxides are generally basic in nature.

5. Turn red litmus paper blue.

Uses of Bases: Sodium hydroxide (NaOH) in washing soap, potassium hydroxide (KOH) in bathing soap/shampoo, calcium hydroxide (Ca(OH)₂) for lime/whitewashing, magnesium hydroxide (Mg(OH)₂) in antacids (acidity resistant medicines), and ammonium hydroxide (NH₄OH) for fertilizer production.

Indicator: Substances that change their color in the presence of an acid or a base, used to identify them as tasting or touching acids/bases can be harmful.

Laboratory Indicators:

Litmus paper: Blue litmus turns red in acid, red litmus turns blue in alkali.
Methyl orange: Orange turns pink in acid, yellow in alkali.
Phenolphthalein: Colourless in acid, pink in alkali.
Methyl red: Red in acid, yellow in alkali.

Domestic/Natural Indicators: Turmeric (yellow turns red in alkaline solutions), red cabbage, radish, tomato, hibiscus, and rose can also be used to prepare natural indicator papers.

Neutralization: A chemical reaction between an acid and a base to form salt and water. For example, Hydrochloric acid (HCl) + Sodium hydroxide (NaOH) → Sodium chloride (NaCl) + Water (H₂O).

Importance: Used to control hyperacidity in the stomach using alkaline antacids (like milk of magnesia Mg(OH)₂), and to neutralize acidic soil by mixing limestone or lime water.

आम्ल, आम्लारी ओळख

आम्ल (Acid): विशिष्ट संयुगांच्या उपस्थितीमुळे आंबट चवीचे असलेले पदार्थ. ते पाण्यात विद्राव्य आणि क्षरणकारक असतात.

नैसर्गिक/सेंद्रिय आम्ल: खाद्यपदार्थांमध्ये आढळतात आणि साधारणतः सौम्य आम्ल असतात. उदाहरणांमध्ये ॲसिटिक आम्ल (व्हिनेगरमध्ये), सायट्रिक आम्ल (लिंबूत), टार्टारिक आम्ल (चिंचेत), ऑक्सॅलिक आम्ल (टोमॅटोत), लॅक्टिक आम्ल (दह्यात) आणि ॲस्कॉर्बिक आम्ल (संत्र्यात) यांचा समावेश होतो.
खनिज आम्ल: हे तीव्र आम्ल असतात आणि ते दाहक असतात. उदाहरणांमध्ये सल्फ्युरिक आम्ल (H₂SO₄), हायड्रोक्लोरिक आम्ल (HCl) आणि नायट्रिक आम्ल (HNO₃) यांचा समावेश आहे. त्यांची संहत द्रावणे त्वचेवर पडल्यास त्वचा भाजते आणि त्यांची धुरी श्वासामार्फत शरीरात गेल्यास हानिकारक ठरते. त्यांना हळूहळू पाण्यात घालून विरल केल्यास ते कमी हानिकारक होतात.
आम्लाचे गुणधर्म:

1. चव आंबट असते.

2. द्रावण अवस्थेत हायड्रोजन आयन (H⁺) असतात.

3. धातूशी अभिक्रिया करून हायड्रोजन वायूची निर्मिती होते.

4. कार्बोनेटशी अभिक्रिया करून कार्बन डायऑक्साइड वायू मुक्त होतो.

5. निळा लिटमस कागद तांबडा होतो.

आम्लाचे उपयोग: रासायनिक खतांच्या उत्पादनात, तेलाच्या शुद्धीकरण प्रक्रियेत, औषधी द्रव्ये, रंग (डाईज/पेंट्स) आणि स्फोटक द्रव्ये यांच्या निर्मिती प्रक्रियेत आम्लांचा वापर होतो.

आम्लारी (Base/Alkali): तुरट/कडवट चवीचे आणि स्पर्शाला बुळबुळीत लागणारे पदार्थ. ते रासायनिकदृष्ट्या आम्लाच्या विरुद्ध गुणधर्माचे असतात. त्यांची संहत द्रावणे तीव्र व दाहक असतात, त्वचेतील प्रथिने विघटित करून त्वचा भाजतात.

उदाहरणे: चुन्याची निवळी (Ca(OH)₂), खाण्याचा सोडा (NaHCO₃), कॉस्टिक सोडा (NaOH), पोटॅशियम हायड्रॉक्साइड (KOH), मॅग्नेशियम हायड्रॉक्साइड (Mg(OH)₂ - मिल्क ऑफ मॅग्नेशिया) आणि अमोनियम हायड्रॉक्साइड (NH₄OH).
आम्लारीचे गुणधर्म:

1. चव कडवट असते.

2. त्यांचा स्पर्श बुळबुळीत असतो.

3. त्यांमध्ये हायड्रॉक्साइड आयन (OH⁻) हा मुख्य घटक असतो.

4. सामान्यतः धातूंची ऑक्साइडे आम्लारीधर्मी असतात.

5. तांबडा लिटमस कागद निळा होतो.

आम्लारीचे उपयोग: सोडिअम हायड्रॉक्साइड (NaOH) कपडे धुण्याच्या साबणात, पोटॅशियम हायड्रॉक्साइड (KOH) आंघोळीचे साबण/शॅम्पूत, कॅल्शियम हायड्रॉक्साइड (Ca(OH)₂) चुना/रंग सफेदीकरण्याकरिता, मॅग्नेशियम हायड्रॉक्साइड (Mg(OH)₂) आम्लविरोधी औषध म्हणून, आणि अमोनियम हायड्रॉक्साइड (NH₄OH) खते तयार करण्यासाठी वापरले जातात.

दर्शक (Indicator): जे पदार्थ आम्ल किंवा आम्लारीच्या संपर्काने स्वतःचा रंग बदलतात, त्यांना दर्शक म्हणतात. आम्ल किंवा आम्लारीची चव घेणे किंवा त्यांना स्पर्श करणे हानिकारक असल्यामुळे ते ओळखण्यासाठी दर्शकांचा वापर केला जातो.

प्रयोगशाळेतील दर्शक:

लिटमस कागद: निळा लिटमस आम्लात तांबडा होतो, तर तांबडा लिटमस आम्लारीत निळा होतो.
मिथिल ऑरेंज: नारंगी रंग आम्लात गुलाबी, तर आम्लारीत पिवळा होतो.
फिनॉलफ्थॅलीन: आम्लात रंगहीन, तर आम्लारीत गुलाबी होतो.
मिथिल रेड: आम्लात तांबडा, तर आम्लारीत पिवळा होतो.

घरगुती/नैसर्गिक दर्शक: हळद (पिवळा रंग आम्लारी द्रावणात लाल होतो), लाल कोबी, मुळा, टोमॅटो, जास्वंद आणि गुलाब यांच्यापासूनही नैसर्गिक दर्शक कागद तयार करता येतात.

उदासीनीकरण (Neutralization): आम्ल व आम्लारी यांच्या संयोगाने क्षार व पाणी निर्माण होणारी रासायनिक अभिक्रिया. उदा. हायड्रोक्लोरिक आम्ल (HCl) + सोडिअम हायड्रॉक्साइड (NaOH) → सोडिअम क्लोराइड (NaCl) + पाणी (H₂O).

महत्व: पोटातील अतिआम्लपित्त नियंत्रित करण्यासाठी (मिल्क ऑफ मॅग्नेशियासारख्या Mg(OH)₂ आम्लारी औषधांनी HCl उदासीन केले जाते), तसेच आम्लधर्मी जमिनीची आम्लता कमी करण्यासाठी चुनखडी किंवा चुन्याची निवळी वापरली जाते.

Lesson 13: Chemical Change and Chemical Bond

Chemical Change: A change where the chemical composition of the original matter changes, resulting in new substances with different properties and chemical compositions. These changes are often accompanied by observable characteristics such as change in color, taste, or release of gases.

Word Equation: The first step in writing a chemical equation, using the names of the substances involved.
Chemical Equation: Represents a chemical change using chemical formulae. Reactants (original substances) are written on the left, products (newly formed substances) on the right, with an arrow pointing from reactants to products.
Examples of Chemical Changes:

Adding baking soda to lemon juice (citric acid + sodium bicarbonate → carbon dioxide + sodium citrate).
Photosynthesis (carbon dioxide + water → glucose + oxygen in the presence of sunlight and green plants).
Combustion of fuels (e.g., carbon + oxygen → carbon dioxide; a fast and irreversible change).
Cleaning Shahabad tile with dilute hydrochloric acid (calcium carbonate + hydrochloric acid → calcium chloride + carbon dioxide + water).
Softening hard water (calcium chloride + sodium carbonate → calcium carbonate + sodium chloride).

Chemical Bond: During a chemical change, existing chemical bonds in the reactants break, and new chemical bonds form to create the products. An atom's valency represents the number of chemical bonds it can form.

Ionic Bond (Electrovalent Bond): Formed by the transfer of electrons from one atom to another, resulting in the formation of positively charged ions (cations) and negatively charged ions (anions). The electrostatic attraction between these oppositely charged ions creates the bond.

Formation of NaCl: Sodium (Na) has 1 valence electron, which it loses to become Na⁺ (electron configuration 2,8). Chlorine (Cl) has 7 valence electrons, so it gains 1 electron to complete its octet and become Cl⁻ (electron configuration 2,8,8). The electrostatic attraction between Na⁺ and Cl⁻ forms an ionic bond.
The valency of an ion is equal to the magnitude of its positive or negative charge.

Covalent Bond: Formed by the sharing of electrons between atoms, typically when atoms have similar properties and cannot easily transfer electrons. The shared electrons complete the octet (or duplet for hydrogen) of both participating atoms.

Formation of H₂ molecule: Two hydrogen atoms, each with one electron, share their electrons to complete their duplet, forming a single covalent bond.
Formation of HCl molecule: Hydrogen and Chlorine atoms share electrons, forming a covalent bond.

रासायनिक बदल व रासायनिक बंध

रासायनिक बदल (Chemical Change): असा बदल ज्यात मूळ पदार्थाचे रासायनिक संघटन बदलते आणि भिन्न गुणधर्म व रासायनिक संघटन असलेले नवीन पदार्थ तयार होतात. या बदलांबरोबरच रंग बदलणे, चव बदलणे किंवा वायू मुक्त होणे यांसारखी जाणवणारी वैशिष्ट्यपूर्ण निरीक्षणे आढळतात.

शाब्दिक समीकरण: रासायनिक बदल लिहिण्याची पहिली पायरी, ज्यात संबंधित पदार्थांची नावे वापरली जातात.
रासायनिक समीकरण: रासायनिक बदल रासायनिक सूत्रांचा वापर करून दर्शवते. अभिकारके (मूळ पदार्थ) डाव्या बाजूस, उत्पादिते (नवीन तयार झालेले पदार्थ) उजव्या बाजूस आणि अभिकारकांकडून उत्पादित पदार्थांकडे बाण दर्शवला जातो.
रासायनिक बदलांची उदाहरणे:

लिंबू रसात खाण्याचा सोडा मिसळणे (सायट्रिक आम्ल + सोडिअम बायकार्बोनेट → कार्बन डायऑक्साइड + सोडिअम सायट्रेट).
प्रकाशसंश्लेषण (सूर्यप्रकाश आणि हिरव्या वनस्पतींच्या उपस्थितीत कार्बन डायऑक्साइड + पाणी → ग्लुकोज + ऑक्सिजन).
इंधनांचे ज्वलन (उदा. कार्बन + ऑक्सिजन → कार्बन डायऑक्साइड; हा एक जलद आणि अपरिवर्तनीय बदल आहे).
विरल हायड्रोक्लोरिक आम्लाने शहाबादी फरशी स्वच्छ करणे (कॅल्शियम कार्बोनेट + हायड्रोक्लोरिक आम्ल → कॅल्शियम क्लोराइड + कार्बन डायऑक्साइड + पाणी).
कठीण पाणी मृदू करणे (कॅल्शियम क्लोराइड + सोडिअम कार्बोनेट → कॅल्शियम कार्बोनेट + सोडिअम क्लोराइड).

रासायनिक बंध (Chemical Bond): रासायनिक बदल घडताना अभिकारकांमधील काही रासायनिक बंध तुटतात आणि नवीन रासायनिक बंध तयार होऊन उत्पादिते बनतात. अणूची संयुजा म्हणजे एका अणूने तयार केलेल्या रासायनिक बंधांची संख्या होय.

आयनिक बंध (विद्युत संयोज बंध): एका अणूकडून दुसऱ्या अणूमध्ये इलेक्ट्रॉनच्या देवाणघेवाणीमुळे (आदान-प्रदान) तयार होतो, ज्यामुळे धन प्रभारित आयन (कॅटायन) आणि ऋण प्रभारित आयन (अनायन) तयार होतात. या परस्परांविरुद्ध प्रभारित आयनांमधील स्थिर विद्युत आकर्षण बलामुळे बंध तयार होतो.

NaCl ची निर्मिती: सोडिअम (Na) कडे 1 संयुजा इलेक्ट्रॉन असतो, जो ते गमावून Na⁺ बनते (इलेक्ट्रॉन संरूपण 2,8). क्लोरीन (Cl) कडे 7 संयुजा इलेक्ट्रॉन असतात, म्हणून ते 1 इलेक्ट्रॉन ग्रहण करून Cl⁻ (इलेक्ट्रॉन संरूपण 2,8,8) बनते. Na⁺ आणि Cl⁻ यांच्यातील विद्युत आकर्षणातून आयनिक बंध तयार होतो.
एखाद्या आयनाची संयुजा त्याच्यावरील धन किंवा ऋण प्रभाराच्या magnituden एवढी असते.

सहसंयुज बंध (Covalent Bond): अणूंमध्ये इलेक्ट्रॉनच्या संदानाने (sharing) तयार होतो, विशेषतः जेव्हा अणूंचे गुणधर्म समान असतात आणि ते सहज इलेक्ट्रॉनची देवाणघेवाण करू शकत नाहीत. संदान केलेले इलेक्ट्रॉन दोन्ही सहभागी अणूंचे अष्टक (हायड्रोजनसाठी द्विक) पूर्ण करतात.

H₂ रेणूची निर्मिती: दोन हायड्रोजन अणू, प्रत्येकी एक इलेक्ट्रॉन असलेले, त्यांचे इलेक्ट्रॉन संदान करून आपले द्विक पूर्ण करतात, ज्यामुळे एक सहसंयुज बंध तयार होतो.
HCl रेणूची निर्मिती: हायड्रोजन आणि क्लोरीन अणू इलेक्ट्रॉनचे संदान करून सहसंयुज बंध तयार करतात.

Lesson 14: Measurement and Effects of Heat

Heat: A form of energy that flows from an object at a higher temperature to an object at a lower temperature.

Units: In the SI system, the unit of heat is Joule (J), while in CGS units, it is Calorie (cal). One calorie is equivalent to 4.18 Joules. One calorie is the amount of heat required to increase the temperature of 1 gram of water by 1°C.

Temperature: An object's temperature tells us how hot or cold it is. It is related to the average kinetic energy of the atoms in the substance.

Units: Temperature is measured in Celsius (°C), Fahrenheit (°F), and Kelvin (K). Kelvin is used in scientific experiments, while Celsius and Fahrenheit are common in daily life.
Conversion Formulae:

(F-32)/9 = C/5
K = C + 273.15

Heat vs. Temperature: Heat is the measure of the total kinetic energy of the atoms in a substance, whereas temperature is related to the average kinetic energy of the atoms.
Thermometer: A device used for measuring temperature.

Working Principle: A liquid (like alcohol or formerly mercury) in a narrow glass tube expands when heated, and its level rises, indicating the temperature.
Types:

Clinical Thermometer: Designed to measure human body temperature (typically between 35°C and 42°C). Digital thermometers are commonly used now.
Laboratory Thermometer: Has a wider temperature range (e.g., 40°C to 110°C).
Maximum-Minimum Thermometer: Used to record the highest and lowest temperatures in a day.

Specific Heat (c): The amount of heat required to increase the temperature of a unit mass of a substance by one degree. Different substances have different specific heats.

Formula for Heat Required (Q): Q = m × c × (Tf - Ti), where m is mass, c is specific heat, and (Tf - Ti) is the change in temperature.
Units: SI unit is Joule/(kg °C), and CGS unit is cal/(gm °C).

Calorimeter: An equipment used to measure the heat content of an object, or the heat produced/absorbed in a physical or chemical process.

Construction: It has two vessels (inner and outer), isolating the inner vessel thermally from the surroundings. The inner vessel is often made of copper and contains a thermometer and a stirrer.
Principle: When objects exchange heat in a calorimeter, the total heat lost by the hot object equals the total heat absorbed by the calorimeter and the water inside it.
Formula: m₀ × ΔT₀ × c₀ = mᵤ × ΔTᵤ × cᵤ + m𝒸 × ΔT𝒸 × c𝒸 (where o=object, w=water, c=calorimeter).

Effects of Heat:

Expansion and Contraction: When heat is given to any substance, its temperature increases, and it expands; it contracts on cooling.
Change of State: Heat can also cause a change in the state of matter.
Types of Expansion: Solids, liquids, and gases all expand on receiving heat.

Linear Expansion of Solids: Increase in the length of a wire or rod due to an increase in its temperature (e.g., gaps in railway tracks to accommodate expansion).

Coefficient of linear expansion (α): (l₂ - l₁)/(l₁ΔT).

Areal Expansion of Solids: Increase in the area of a sheet of solid material upon heating.

A₂ = A₁(1 + σΔT).

Volumetric Expansion of Solids: Increase in the volume of a three-dimensional solid on heating.

V₂ = V₁(1 + βΔT).

Expansion of Liquids: Liquids have a definite volume but no definite shape. They undergo volumetric expansion. Water shows anomalous behavior.

V₂ = V₁(1 + βΔT).

Expansion of Gases: Gases have neither a definite shape nor a definite volume. They expand on heating. If confined, their pressure increases.

V₂ = V₁(1 + βΔT) (at constant pressure).

उष्णतेचे मापन व परिणाम

उष्णता (Heat): ऊर्जेचे एक स्वरूप, जी जास्त तापमानाच्या वस्तूकडून कमी तापमानाच्या वस्तूकडे प्रवाहित होते.

एकके: SI पद्धतीत उष्णतेचे एकक जूल (Joule) आहे, तर CGS पद्धतीत ते कॅलरी (Calorie) आहे. एक कॅलरी उष्णता 4.18 जूल इतकी असते. एक ग्रॅम पाण्याचे तापमान 1°C ने वाढवण्यासाठी लागणारी ऊर्जा एक कॅलरी असते.

तापमान (Temperature): एखाद्या वस्तूचे तापमान ती वस्तू किती उष्ण किंवा थंड आहे हे दर्शवते. ते पदार्थातील अणूंच्या सरासरी गतिज ऊर्जेशी संबंधित असते.

एकके: तापमान सेल्सिअस (°C), फॅरेनहाइट (°F) आणि केल्विन (K) या एककांमध्ये मोजले जाते. केल्विन वैज्ञानिक प्रयोगांमध्ये वापरले जाते, तर सेल्सिअस व फॅरेनहाइट दैनंदिन जीवनात वापरले जातात.
रूपांतरण सूत्रे:

(F-32)/9 = C/5
K = C + 273.15

उष्णता विरुद्ध तापमान: उष्णता हे पदार्थातील अणूंच्या एकूण गतिज ऊर्जेचे मापक असते, तर तापमान हे अणूंच्या सरासरी गतिज ऊर्जेवर अवलंबून असते.
तापमापी (Thermometer): तापमान मोजण्यासाठी वापरले जाणारे उपकरण.

कार्यपद्धती: तापमापीतील द्रवाला (अल्कोहोल किंवा पूर्वी पारा) उष्णता दिल्यावर ते प्रसरण पावते आणि त्याची पातळी नळीत वाढते, ज्यामुळे तापमान दर्शवले जाते.
प्रकार:

क्लिनिकल तापमापी: मानवी शरीराचे तापमान मोजण्यासाठी (सामान्यतः 35°C ते 42°C). हल्ली डिजिटल तापमापी वापरतात.
प्रयोगशाळा तापमापी: तापमानाची जास्त व्याप्ती असते (उदा. 40°C ते 110°C).
कमाल-किमान तापमापी: दिवसातील कमाल आणि किमान तापमान नोंदवण्यासाठी वापरले जाते.

विशिष्ट उष्णता (c): पदार्थाच्या एकक वस्तुमानाचे तापमान एक अंशाने वाढवण्यासाठी लागणारी उष्णता. वेगवेगळ्या पदार्थांची विशिष्ट उष्णता वेगवेगळी असते.

उष्णता मोजण्याचे सूत्र (Q): Q = m × c × (Tf - Ti), जिथे m वस्तुमान, c विशिष्ट उष्णता आणि (Tf - Ti) तापमानातील बदल आहे.
एकके: SI एकक जूल/(किलो°C) आणि CGS एकक कॅलरी/(ग्रॅम°C).

कॅलरीमापी (Calorimeter): एखाद्या वस्तूतील उष्णता मोजण्यासाठी किंवा भौतिक किंवा रासायनिक प्रक्रियेत निर्माण झालेली/शोषलेली उष्णता मोजण्यासाठी वापरले जाणारे उपकरण.

रचना: यात दोन भांडी (आतील व बाहेरील) असतात, ज्यामुळे आतील भांडे औष्णिकदृष्ट्या सभोवतालपासून अलिप्त राहते. आतील भांडे तांब्याचे असते आणि त्यात तापमापी व ढवळण्यासाठी कांडी बसवलेली असते.
तत्त्व: जेव्हा वस्तू कॅलरीमापीत उष्णतेची देवाणघेवाण करतात, तेव्हा उष्ण वस्तूने गमावलेली एकूण उष्णता कॅलरीमापी आणि त्यातील पाण्याने शोषलेल्या एकूण उष्णतेइतकी असते.
सूत्र: m₀ × ΔT₀ × c₀ = mᵤ × ΔTᵤ × cᵤ + m𝒸 × ΔT𝒸 × c𝒸 (येथे o=वस्तू, w=पाणी, c=कॅलरीमापी).

उष्णतेचे परिणाम:

प्रसरण आणि आकुंचन: कोणत्याही पदार्थाला उष्णता दिल्यास त्याचे तापमान वाढते आणि ते प्रसरण पावते; थंड केल्यास ते आकुंचन पावते.
अवस्थांतरण: उष्णतेमुळे पदार्थांचे अवस्थांतरण देखील होते.
प्रसरणाचे प्रकार: स्थायू, द्रव आणि वायू हे सर्व उष्णता मिळाल्यावर प्रसरण पावतात.

स्थायूंचे रेखीय प्रसरण: तापमान वाढल्याने तार किंवा दांड्याच्या लांबीत वाढ होते (उदा. रेल्वे रुळांमधील फट, तापमानातील बदलामुळे लांबी कमी-जास्त होण्यासाठी).

रेखीय प्रसरणांक (α): (l₂ - l₁)/(l₁ΔT).

स्थायूंचे पृष्ठभागीय प्रसरण: उष्णता दिल्यावर स्थायूच्या पत्र्याचे क्षेत्रफळ वाढते.

A₂ = A₁(1 + σΔT).

स्थायूंचे घनीय प्रसरण: उष्णता दिल्यावर त्रिमितीय स्थायूचे आकारमान वाढते.

V₂ = V₁(1 + βΔT).

द्रवाचे प्रसरण: द्रवाला निश्चित आकारमान असते पण निश्चित आकार नसतो. ते घनीय प्रसरण पावतात. पाणी असामान्य वर्तन दर्शवते.

V₂ = V₁(1 + βΔT).

वायूचे प्रसरण: वायूला निश्चित आकार किंवा आकारमान नसते. उष्णता दिल्यावर ते प्रसरण पावतात. बंद पात्रात असल्यास, त्यांचे आकारमान वाढत नाही, पण दाब वाढतो.

V₂ = V₁(1 + βΔT) (स्थिर दाबावर).

Lesson 15: Sound

Sound Production: Sound is generated from a vibrating object.

Tuning Fork Example: When the prongs of a tuning fork vibrate:

Compression: As prongs move apart, they push the air molecules together, creating a region of high pressure and high density.
Rarefaction: As prongs move closer, they pull air molecules apart, creating a region of low pressure and low density.
This continuous sequence of compressions and rarefactions propagating through the air forms a sound wave.

Propagation of Sound and Medium: Sound requires a material medium (solid, liquid, or gas) to travel and reach us.

Bell Jar Experiment: An electric bell inside a sealed bell jar connected to a vacuum pump. As air is pumped out (reducing the medium), the sound of the bell becomes fainter, demonstrating that sound needs a medium for propagation.
Example: Astronauts on the moon cannot hear each other directly due to the absence of an atmosphere (medium).

Sound Wave Characteristics:

One cycle of a sound wave consists of one compression and one rarefaction.
Frequency: The number of cycles (compressions and rarefactions) produced per second. It is determined by the number of vibrations of the sound source per second. Different sound notes have different frequencies.

Sound and Music: Musical instruments produce different sound notes by changing the frequency of vibrations.

String Instruments (e.g., guitar): Frequency is changed by varying the tension on the string or by changing the vibrating length of the string using fingers.
Wind Instruments (e.g., flute): Frequency is changed by opening or closing holes to alter the length of the vibrating air column.

Sound Produced by Humans: Sound is produced in the larynx (voice box), located at the upper end of the windpipe.

Vocal Cords: Two vocal cords are stretched across the larynx. When air from the lungs passes through the narrow slit between them, the vocal cords vibrate, producing sound.
Voice Variation: The length of vocal cords (males ~20mm, females ~15mm, children even smaller) and the tension applied by muscles cause variations in pitch and voice quality.

Sound Generation by Loudspeaker:

Construction: A loudspeaker consists of a permanent magnet and a coil wound around it.
Working: When electric current flows through the coil, it creates a magnetic field. The interaction between this field and the permanent magnet causes the coil, and thus the attached conical screen, to move back and forth. This movement generates compressions and rarefactions in the air, producing sound waves.
Loudness: Loudspeakers can produce very loud sounds, but sound levels around 100 decibels can be harmful, so loudness should be limited.

ध्वनी

ध्वनी निर्मिती (Sound Production): ध्वनी हा कंपन करणाऱ्या वस्तूपासून निर्माण होतो.

नादकाट्याचे उदाहरण: जेव्हा नादकाट्याच्या भुजा कंपन करतात:

संपीडन (Compression): भुजा एकमेकांपासून दूर जातात, तेव्हा भुजांलगतची हवा दाबते, ज्यामुळे उच्च दाब व उच्च घनतेचा प्रदेश तयार होतो.
विरलन (Rarefaction): भुजा एकमेकांच्या जवळ येतात, तेव्हा भुजांलगतची हवा विरळ होते, ज्यामुळे कमी दाब व कमी घनतेचा प्रदेश तयार होतो.
संपीडन व विरलनची ही सलग मालिका हवेतून प्रसारित होऊन ध्वनी तरंग निर्माण करते.

ध्वनी प्रसारण व माध्यम (Propagation of Sound and Medium): ध्वनीला प्रवास करण्यासाठी भौतिक माध्यमाची (स्थायू, द्रव किंवा वायू) आवश्यकता असते.

बेल जार प्रयोग: निर्वात पंपास जोडलेल्या काचेच्या हंडीत एक इलेक्ट्रिक घंटी असते. हंडीतील हवा बाहेर काढल्यास (माध्यम कमी केल्यास), घंटीच्या आवाजाची पातळी कमी होते, यावरून ध्वनीला प्रसारासाठी माध्यमाची गरज आहे हे सिद्ध होते.
उदाहरण: चंद्रावर वातावरण (माध्यम) नसल्यामुळे अंतराळवीर एकमेकांना थेट ऐकू शकत नाहीत.

ध्वनी तरंगाची वैशिष्ट्ये:

ध्वनी तरंगाचे एक आवर्तन एक संपीडन व एक विरलन मिळून बनते.
वारंवारता (Frequency): एका सेकंदात तयार होणाऱ्या आवर्तनांची संख्या. हे ध्वनी स्रोताच्या एका सेकंदातील कंपनांच्या संख्येवरून ठरते. वेगवेगळ्या ध्वनी स्वरूपांची वारंवारता भिन्न असते.

ध्वनी व संगीत: संगीत वाद्ये कंपनांची वारंवारता बदलून विविध ध्वनी स्वर निर्माण करतात.

तारांची वाद्ये (उदा. गिटार): तारेवरील ताण बदलून किंवा कंप पावणाऱ्या तारेची लांबी बोटांनी बदलून वारंवारता बदलली जाते.
फुंक वाद्ये (उदा. बासरी): बासरीवरील छिद्रे दाबून किंवा मोकळी करून कंप पावणाऱ्या हवेच्या स्तंभाची लांबी बदलली जाते, ज्यामुळे वारंवारता बदलते.

मानवनिर्मित ध्वनी (Sound Produced by Human): मानवामध्ये ध्वनी हा स्वरयंत्रात (Larynx) निर्माण होतो, जे श्वासनलिकेच्या वरच्या बाजूस असते.

स्वरतंतू (Vocal Cords): स्वरयंत्रात दोन स्वरतंतू ताणलेले असतात. फुफ्फुसातील हवा या स्वरतंतूंमधील अरुंद जागेतून जाते तेव्हा ते कंपन पावतात आणि ध्वनी निर्माण होतो.
आवाज बदल: पुरुषांचे स्वरतंतू सुमारे 20 मिमी लांब, स्त्रियांचे 15 मिमी लांब आणि लहान मुलांचे अजून लहान असतात, ज्यामुळे त्यांच्या आवाजाची पट्टी वेगळी असते. स्वरतंतूंवरील ताण कमी-जास्त करून विविध आवाज निर्माण करता येतात.

ध्वनिक्षेपकापासून ध्वनी निर्मिती (Sound Generation by Loudspeaker):

रचना: ध्वनिक्षेपकात एक कायमचुंबक असतो आणि त्यावर एक कुंतल (coil) गुंडाळलेले असते.
कार्य: कुंतलातून विद्युतप्रवाह प्रवाहित केल्यास चुंबकीय क्षेत्र तयार होते. या चुंबकीय क्षेत्राच्या परस्परक्रियेमुळे कुंतल पुढे-मागे फिरते. कुंतलाला जोडलेला शंकूच्या आकाराचा पडदाही पुढे-मागे सरकतो, ज्यामुळे हवेत संपीडन व विरलन निर्माण होऊन ध्वनी तरंग तयार होतात.
आवाजाची पातळी: ध्वनिक्षेपक खूप मोठ्या पातळीचा आवाज निर्माण करू शकतो. सुमारे 100 डेसिबेलपेक्षा जास्त ध्वनी त्रासदायक ठरू शकतो, त्यामुळे आवाजाची पातळी मर्यादित ठेवणे आवश्यक आहे.

Lesson 16: Reflection of Light

Vision and Light: We can see objects only when the light coming from them enters our eyes. This light can either be emitted by the object or reflected by it.
Reflection of Light: The phenomenon where light rays fall on an object, change their direction, and turn back.

Incident Ray: The light ray that falls on any surface.
Point of Incidence: The point on the surface where an incident ray falls.
Reflected Ray: The light ray that goes away from the surface after reflection.
Normal: An imaginary line drawn perpendicular to the reflecting surface at the point of incidence.
Angle of Incidence (∠i): The angle between the incident ray and the normal.
Angle of Reflection (∠r): The angle between the reflected ray and the normal.

Laws of Reflection:

1. The angle of incidence is equal to the angle of reflection (∠i = ∠r).

2. The incident ray, the reflected ray, and the normal to the surface at the point of incidence, all lie in the same plane.

These laws are followed in both regular and irregular reflections.

Types of Reflection:

Regular Reflection: Occurs from smooth surfaces (e.g., a plane mirror). Parallel incident rays reflect as parallel rays.
Irregular (Diffuse) Reflection: Occurs from rough or uneven surfaces. Parallel incident rays scatter and reflect in different directions. Although the reflected rays are not parallel, the laws of reflection are still followed at each individual point on the rough surface.

Multiple Reflections: Light can be reflected multiple times.

Examples:

Seeing the back of your head in a barber's shop due to reflections between mirrors.
Seeing the image of the Moon in water: Sunlight reflects off the Moon's surface, and then this reflected light reflects off the water to our eyes.

Optical Instruments based on Reflection:

Kaleidoscope: Uses three rectangular mirrors joined to form a triangle with reflecting surfaces facing inwards. This creates beautiful patterns due to multiple reflections.
Periscope: A device that uses two mirrors, typically placed parallel to each other at a 45° angle within a tube or box. It allows a person to see objects that are not in their direct line of sight, such as over an obstruction or from underwater (in submarines) or underground (in bunkers).

प्रकाशाचे परावर्तन

दृष्टी व प्रकाश: आपल्याला वस्तू तेव्हाच दिसतात, जेव्हा त्यांच्यापासून येणारा प्रकाश आपल्या डोळ्यात प्रवेश करतो. हा प्रकाश एकतर वस्तूने उत्सर्जित केलेला असतो किंवा तिच्यावरून परावर्तित झालेला असतो.
प्रकाशाचे परावर्तन (Reflection of Light): जेव्हा प्रकाश किरण एखाद्या वस्तूवर पडतात, तेव्हा त्यांची दिशा बदलते आणि ते परत फिरतात या घटनेला प्रकाशाचे परावर्तन म्हणतात.

आपाती किरण (Incident Ray): कोणत्याही पृष्ठभागावर पडणारे प्रकाश किरण.
आपतन बिंदू (Point of Incidence): आपाती किरण पृष्ठभागावर ज्या बिंदूवर पडते तो बिंदू.
परावर्तित किरण (Reflected Ray): परावर्तनानंतर पृष्ठभागावरून परत फिरणारे प्रकाश किरण.
स्तंभिका (Normal): परावर्तक पृष्ठभागावर आपतन बिंदूपाशी काढलेला लंब.
आपतन कोन (Angle of Incidence, ∠i): आपाती किरण आणि स्तंभिका यांच्यातील कोन.
परावर्तन कोन (Angle of Reflection, ∠r): परावर्तित किरण आणि स्तंभिका यांच्यातील कोन.

परावर्तनाचे नियम:

1. आपतन कोन व परावर्तन कोन समान मापाचे असतात (∠i = ∠r).

2. आपाती किरण, परावर्तित किरण आणि आपतन बिंदूवरील स्तंभिका हे सर्व एकाच प्रतलात असतात.

हे नियम नियमित आणि अनियमित अशा दोन्ही प्रकारच्या परावर्तनांमध्ये पाळले जातात.

प्रकाश परावर्तनाचे प्रकार:

नियमित परावर्तन (Regular Reflection): गुळगुळीत पृष्ठभागावरून (उदा. सपाट आरसा) होते. समांतर आपाती किरणे समांतरपणे परावर्तित होतात.
अनियमित (विखुरलेले) परावर्तन (Irregular Reflection): खडबडीत किंवा असमान पृष्ठभागावरून होते. समांतर आपाती किरणे विखुरली जातात आणि वेगवेगळ्या दिशांनी परावर्तित होतात. पृष्ठभाग खडबडीत असला तरी, परावर्तनाचे नियम प्रत्येक वैयक्तिक बिंदूवर पाळले जातात.

एकाहून अधिक परावर्तन: प्रकाशाचे अनेक वेळा परावर्तन होऊ शकते.

उदाहरणे:

नाभिकाच्या दुकानात आरशांच्या परावर्तनामुळे आपल्या डोक्याच्या मागील भागाची प्रतिमा दिसणे.
पाण्यातील चंद्राची प्रतिमा दिसणे: सूर्याचा प्रकाश चंद्रावरून परावर्तित होतो आणि नंतर हा परावर्तित प्रकाश पाण्यावरून आपल्या डोळ्यात परावर्तित होतो.

परावर्तनावर आधारित प्रकाशीय उपकरणे:

कॅलिडोस्कोप (Kaleidoscope): तीन आयताकृती आरसे त्रिकोणी आकाराने आतल्या बाजूला परावर्तक पृष्ठभाग ठेवून चिकटवलेले असतात. अनेक परावर्तनामुळे सुंदर आकृती दिसतात.
पेरिस्कोप (Periscope): एक उपकरण ज्यात दोन आरसे एका खोक्यामध्ये एकमेकांना समांतर व खोक्याच्या बाजूंशी 45° चा कोन करून ठेवलेले असतात. हे उपकरण अडथळ्याच्या वर किंवा सभोवतालच्या वस्तू पाहण्यासाठी वापरले जाते, जसे की पाणबुडीमध्ये समुद्रावरील वस्तू बघण्यासाठी किंवा बंकरमधून भूभागावरील वस्तूंची टेहळणी करण्यासाठी.

Lesson 17: Man-made Materials

Man-made Materials: Materials that are manufactured in factories as a result of human research on natural materials. Examples include glass, plastic, artificial threads, and thermocol.
Plastic: A man-made material characterized by its property of plasticity, meaning it can be molded into various shapes. It is made up of organic polymers.

Types of Plastic based on heat effect:

Thermoplastic: Plastics that can be repeatedly molded into different shapes upon heating. Examples include Polythene and PVC, used for toys, combs, plates, and bowls. Other examples: polystyrene (PS), polyethylene (PE), polypropylene (PP).
Thermosetting Plastic: Plastics that, once given a specific shape with a mold, cannot be reshaped by heating. Examples include Bakelite, used for electric switches and coverings for cooker handles. Other examples: Melamine, polyurethane, polyester.

Uses of Plastic: Healthcare (syringes), microwave oven vessels, Teflon coating for vehicles, bottles, raincoats, pipes, electrical insulation, furniture, ropes, mats, lab equipment, radio/TV/phone cabinets, aircraft parts, softboards, and textiles.
Environmental Impact and 4R Principle: Plastic is a non-degradable material, taking thousands of years to degrade. To minimize its adverse effects on the environment, the 4R principle (Reduce, Reuse, Recycle, Recover) should be followed.

Thermocol (Polystyrene):

Adverse Effects of Excessive Use:

1. Carcinogenic: Styrene, an ingredient in thermocol, can be carcinogenic, potentially leading to blood cancers like leukemia and lymphoma in individuals with prolonged exposure.

2. Non-biodegradable: Thermocol degrades very slowly. Burning it releases poisonous gases into the atmosphere, which is more hazardous.

3. Health Issues: Using thermocol plates and cups for food/drinks can be harmful. If food is reheated in thermocol containers, styrene may dissolve into the food, posing health risks.

4. Occupational Hazards: Workers in thermocol factories may suffer from eye, respiratory, skin, and digestive system problems, and pregnant women may face miscarriage due to styrene exposure.

Glass: A non-crystalline, hard but brittle solid material formed from a mixture of silica and silicate. It was discovered by Phoenician traders by chance.

Properties of Glass:

0. Becomes soft when heated, allowing it to be molded into desired shapes.

1. Its density depends on its constituent elements.

2. A poor conductor of heat; rapid heating or cooling can cause it to crack or break.

3. An insulator for electricity, thus used in electrical equipment.

4. Transparent, allowing most light to pass through. However, if chromium, vanadium, or iron oxides are included, it can absorb a significant amount of light.

Types of Glass and Uses:

1) Silica glass: Made from silica, shows minimal expansion on heating, resistant to acids and alkalis. Used for laboratory glassware.

2) Borosilicate glass: Made by melting a mixture of sand, soda, boric acid, and aluminium oxide. Does not react with medicines, used for pharmaceutical bottles.

3) Alkali silicate glass ('Water glass'): Produced by heating sand and soda. Soluble in water.

4) Lead glass: Made from sand, soda, limestone, and lead oxide. Very clear, used for light bulbs and tubes.

5) Optical glass: Produced from sand, soda, limestone, barium oxide, and boron. Pure glass used for spectacles, lenses, and microscopic lenses.

6) Coloured glass: Metal oxides (e.g., ferrous oxide for bluish-green, copper oxide for red) are added during manufacturing to impart desired colors.

7) Processed glass: Includes reinforced glass, plain glass, fiber glass, fen glass, translucent glass, etc., produced to improve quality and utility.

Effect of Glass on Environment:

1) Greenhouse Gas Emissions: Glass production involves heating mixtures to 1500°C, releasing greenhouse gases like sulphur dioxide, nitrogen dioxide, and carbon dioxide from fuel combustion.

2) Non-degradable: Waste glass pieces do not degrade naturally. If they enter water bodies, they can harm ecosystems or block drainage.

मानवनिर्मित पदार्थ

मानवनिर्मित पदार्थ (Man-made Materials): नैसर्गिक पदार्थांवर मानवी संशोधनामुळे कारखान्यांमध्ये तयार झालेले पदार्थ. उदाहरणे: काच, प्लास्टिक, कृत्रिम धागे, थर्मोकोल.
प्लास्टिक (Plastic): आकार्यता (plasticity) गुणधर्म असलेला मानवनिर्मित पदार्थ, ज्यामुळे त्याला हवा तो आकार देता येतो. हे सेंद्रिय पॉलिमरपासून बनलेले असते.

उष्णतेच्या प्रभावानुसार प्लास्टिकचे प्रकार:

थर्मोप्लास्टिक (Thermoplastic): उष्णता दिल्यास पुन्हा पुन्हा साच्यात ओतून हवा तो आकार देता येतो. उदाहरणांमध्ये पॉलिथिन आणि PVC (खेळणी, कंगवे, ताट यासाठी वापरले जाते) यांचा समावेश आहे. इतर उदाहरणे: पॉलिस्टायरीन (PS), पॉलीइथिलीन (PE), पॉलीप्रोपिलिन (PP).
थर्मोसेटिंग प्लास्टिक (Thermosetting Plastic): एकदा साच्यात ओतून विशिष्ट आकार दिल्यावर उष्णता दिल्याने त्याचा आकार बदलत नाही. उदाहरणांमध्ये बॅकेलाइट (विद्युत स्विच आणि कुकरच्या हँडलवरील आवरणासाठी वापरले जाते) यांचा समावेश आहे. इतर उदाहरणे: मेलामाईन, पॉलियुरेथेन, पॉलीइस्टर.

प्लास्टिकचे उपयोग: आरोग्यसेवा क्षेत्रात (सिरींज), मायक्रोवेव्ह ओव्हनमध्ये अन्न शिजवण्याची भांडी, वाहनांना टेफ्लॉनचे कोटिंग. बाटल्या, रेनकोट, पाईप, विद्युतवाहक तारांची आवरणे, फर्निचर, दोरखंड, चटया, प्रयोगशाळेतील उपकरणे, रेडिओ/टीव्ही/टेलिफोनचे कॅबिनेट, विमानाचे भाग, सॉफ्टबोर्ड आणि कापड उद्योगात.
पर्यावरणावर परिणाम आणि 4R सिद्धांत: प्लास्टिक एक जैवअविघटनशील पदार्थ आहे, ज्याला विघटित होण्यास हजारो वर्षे लागतात. पर्यावरणावरील त्याचे दुष्परिणाम कमी करण्यासाठी 4R सिद्धांत (कमी वापर, पुन्हा वापर, पुनर्वापर, पुन्हा प्राप्त करणे) पाळणे आवश्यक आहे.

थर्मोकोल (Polystyrene):

अतिवापराचे दुष्परिणाम:

1. कर्करोगजन्य: स्टायरीनमध्ये कर्करोगजन्य घटक असल्याने थर्मोकोलच्या सतत संपर्कात असणाऱ्या व्यक्तींना रक्त कर्करोग (ल्युकेमिया, लिम्फोमा) होण्याची शक्यता असते.

2. जैवअविघटनशील: थर्मोकोलचे नैसर्गिक विघटन होण्यास खूप मोठा कालावधी लागतो. त्याला जाळल्यास हवेत विषारी वायू सोडले जातात, जे अधिक घातक आहेत.

3. आरोग्यावर परिणाम: समारंभांमध्ये अन्न, पाणी, चहासाठी वापरले जाणारे थर्मोकोलचे कप, प्लेट्स हानिकारक असतात. थर्मोकोलच्या भांड्यात ठेवलेले पदार्थ पुन्हा गरम केल्यास स्टायरीन अन्नात विरघळण्याची शक्यता असते, ज्यामुळे आरोग्याला धोका निर्माण होऊ शकतो.

4. कामगारांवरील परिणाम: थर्मोकोल कारखान्यात काम करणाऱ्या व्यक्तींना डोळे, श्वसनसंस्था, त्वचा आणि पचनसंस्थेचे आजार होऊ शकतात. गर्भवती महिलांना गर्भपात होण्याचा धोका असतो आणि द्रव स्टायरीनमुळे त्वचा भाजण्याचा धोका असतो.

काच (Glass): सिलिका आणि सिलिकेटच्या मिश्रणातून तयार झालेला अस्फटिकी, कठीण पण ठिसूळ स्थायू पदार्थ. फिनिशियन व्यापाऱ्यांनी योगायोगाने याचा शोध लावला होता.

काचेचे गुणधर्म:

तापवल्यावर ती मऊ होते आणि तिला हवा तो आकार देता येतो.
तिची घनता तिच्या घटकतत्त्वांवर अवलंबून असते.
उष्णतेची मंद वाहक आहे; तिला जलद उष्णता दिल्यास किंवा उष्ण काच जलद थंड केल्यास ती तडकते किंवा फुटते.
विजेची दुर्वाहक आहे, म्हणूनच विद्युत उपकरणात विद्युत विसंवाहक म्हणून काचेचा उपयोग करतात.
पारदर्शक असल्यामुळे प्रकाशाचा बराचसा भाग काचेतून आरपार जातो. तथापि, जर क्रोमियम, व्हॅनेडियम किंवा आयर्न ऑक्साईडचा समावेश केला, तर अशी काच मोठ्या प्रमाणात प्रकाश शोषून घेते.

काचेचे प्रकार व उपयोग:

1) सिलिका काच: सिलिका वापरून तयार केली जाते. उष्णतेमुळे अत्यंत अल्प प्रसरण पावते, आम्ल आणि आम्लारीचा परिणाम होत नाही. प्रयोगशाळेतील काचेच्या वस्तू तयार करण्यासाठी वापरली जाते.

2) बोरोसिलिकेट काच: वाळू, सोडा, बोरिक ऑक्साईड आणि ॲल्युमिनिअम ऑक्साईडचे मिश्रण वितळवून तयार केली जाते. औषधांवर या काचेचा परिणाम होत नाही, म्हणून औषधे ठेवण्यासाठी फार्मास्युटिकल उद्योगात वापरतात.

3) अल्कली सिलिकेट काच ('जलकाच' किंवा 'वॉटरग्लास'): वाळू आणि सोड्याचे मिश्रण तापवून तयार केली जाते. पाण्यात विद्राव्य असल्यामुळे तिला जलकाच म्हणतात.

4) शिसेयुक्त काच: वाळू, सोडा, चुनखडी आणि लेड ऑक्साईडचे मिश्रण वितळवून तयार केली जाते. चकचकीत असल्यामुळे तिचा उपयोग विजेचे दिवे आणि ट्युबलाइट बनवण्यासाठी केला जातो.

5) प्रकाशीय काच (Optical glass): वाळू, सोडा, चुनखडी, बेरियम ऑक्साईड आणि बोरॉन यांच्या मिश्रणातून तयार केली जाते. चष्मे, दुर्बिणी आणि सूक्ष्मदर्शींची भिंगे बनवण्यासाठी शुद्ध काचेची गरज असते.

6) रंगीत काच: सोडा लाईम काच रंगहीन असते. तिला विशिष्ट रंग देण्यासाठी काच तयार करताना मिश्रणात विशिष्ट धातूचे ऑक्साईड मिसळले जाते (उदा. निळसर-हिरव्यासाठी फेरस ऑक्साईड, लालसाठी कॉपर ऑक्साईड).

7) संस्कारित काच: गुणवत्ता आणि उपयुक्तता वाढवण्यासाठी तिच्यावर काही विशिष्ट संस्कार केले जातात. यातून स्तरित काच, प्रबलित काच (Reinforced Glass), सपाट काच (Plain Glass), तंतुरूप काच (Fiber Glass), फेन काच, अपारदर्शक काच इत्यादी प्रकार तयार होतात.

काचेचा पर्यावरणावर परिणाम:

1) हरितगृह वायूंचे उत्सर्जन: काच उत्पादनादरम्यान मिश्रण 1500°C पर्यंत तापवावे लागते. या प्रक्रियेत इंधनाच्या ज्वलनातून सल्फर डायऑक्साइड, नायट्रोजन डायऑक्साइड आणि कार्बन डायऑक्साइडसारखे हरितगृह वायू बाहेर पडतात.

2) जैवअविघटनशील: टाकाऊ काचेचे तुकडे नैसर्गिकरित्या विघटित होत नाहीत. जर ते जलसाठ्यात मिसळले, तर ते त्या परिसंस्थेवर परिणाम करू शकतात किंवा गटारे ब्लॉक करू शकतात.

Lesson 18: Ecosystems

Ecosystem: An ecosystem consists of interacting biotic (living) and abiotic (non-living) factors.

Biotic Factors: Include all living organisms such as plants (producers), animals (consumers), and microorganisms (decomposers).

Producers: Autotrophic organisms (e.g., plants) that synthesize their own food through photosynthesis.
Consumers: Heterotrophic organisms (e.g., animals) that ingest food. They are classified as primary (herbivores), secondary (carnivores), and tertiary consumers.
Decomposers: Microorganisms that convert organic substances from dead plants and animals into inorganic substances, thus recycling nutrients.

Abiotic Factors: Non-living components such as air, water, soil, sunlight, temperature, humidity, nutrients, CO₂, nitrogen, and minerals.

Interactions within an Ecosystem: Every abiotic factor affects the biotic factors, and biotic factors in turn utilize or excrete abiotic factors, causing their proportion to change. Every living organism plays a specific role (niche) and affects other biotic and abiotic factors around it.
Biomes: Large ecosystems where climate and abiotic factors are generally similar over a vast area, leading to similar life forms. The Earth has two main types of biomes: Land Biomes and Aquatic Biomes.

Types of Land Biomes:

Grassland Ecosystem: Develops where rainfall is insufficient for large trees, characterized by vast grass growth and dwarf plants. Animals include goats, sheep, giraffes, zebras, elephants, deer, tigers, lions, various birds, insects, and microbes.
Forest Ecosystem: Consists of producers (e.g., Dipterocarpus, Teak, Pine, Sandalwood), primary consumers (e.g., ant, grasshopper), secondary consumers (e.g., snake, bird, lizard), tertiary consumers (e.g., tiger, falcon, cheetah), and decomposers (e.g., Aspergillus, Polycarpus).

Types of Aquatic Ecosystems: Covers 71% of Earth's surface. Includes freshwater ecosystems (e.g., ponds, rivers), marine ecosystems (e.g., oceans), and creek ecosystems.

Degradation of Ecosystems due to Human Interference:

Urbanization: Increasing urbanization leads to the use of agricultural land, wetlands, forests, and grasslands for housing and infrastructure, fundamentally changing or destroying ecosystems.
Industrialization and Transport: Deforestation for raw materials and the construction of roads/railways on forest or wetland areas for increasing transport infrastructure lead to ecosystem destruction.
Tourism: Large numbers of tourists in natural scenic areas lead to significant infrastructure development, putting excessive strain on local ecosystems and causing damage.
Large Dams: Dams submerge vast tracts of land, converting forest or grassland ecosystems into aquatic ones. They also reduce water flow downstream, destroying existing riverine ecosystems.
Wars and Atomic Explosions: These events can cause significant and widespread damage to ecosystems.

परिसंस्था

परिसंस्था (Ecosystem): परिसंस्था ही परस्परांशी क्रियाशील असलेल्या जैविक (सजीव) आणि अजैविक (निर्जीव) घटकांनी बनलेली असते.

जैविक घटक: यामध्ये वनस्पती (उत्पादक), प्राणी (भक्षक) आणि सूक्ष्मजीव (विघटक) यांसारख्या सर्व सजीवांचा समावेश होतो.

उत्पादक: स्वयंपोषी सजीव (उदा. वनस्पती) जे प्रकाशसंश्लेषण करून स्वतःचे अन्न तयार करतात.
भक्षक: परपोषी सजीव (उदा. प्राणी) जे अन्न ग्रहण करतात. त्यांना प्राथमिक (शाकाहारी), द्वितीयक (मांसाहारी) आणि तृतीयक भक्षक असे वर्गीकृत केले जाते.
विघटक: सूक्ष्मजीव जे मृत वनस्पती आणि प्राण्यांच्या शरीरातील सेंद्रिय पदार्थांचे अजैविक पदार्थांमध्ये रूपांतर करतात, ज्यामुळे पोषक द्रव्यांचे पुनर्चक्रीकरण होते.

अजैविक घटक: हवा, पाणी, मृदा, सूर्यप्रकाश, तापमान, आर्द्रता, पोषक द्रव्ये, कार्बन डायऑक्साइड (CO₂), नत्र आणि खनिजे यांसारखे निर्जीव घटक.

परिसंस्थेतील आंतरक्रिया: प्रत्येक अजैविक घटक जैविक घटकांवर परिणाम करतो आणि जैविक घटक अजैविक घटकांचा वापर करतात किंवा उत्सर्जित करतात, ज्यामुळे त्यांचे प्रमाण बदलते. प्रत्येक सजीव परिसंस्थेत राहताना एक विशिष्ट भूमिका (नीश) बजावतो आणि सभोवतालच्या इतर जैविक व अजैविक घटकांवर परिणाम करतो.
बायोम्स (Biomes): मोठ्या परिसंस्था जिथे हवामान आणि अजैविक घटक मोठ्या क्षेत्रावर साधारणतः समान असतात, ज्यामुळे समान जीवन प्रकार आढळतात. पृथ्वीवर दोन मुख्य प्रकारचे बायोम्स आहेत: भू-परिसंस्था आणि जलीय परिसंस्था.

भू-परिसंस्थेचे प्रकार:

गवताळ प्रदेश परिसंस्था: जिथे मोठ्या झाडांच्या वाढीसाठी पाऊस अपुरा असतो, तिथे विकसित होते. गवताची प्रचंड वाढ आणि बुटकी झाडे हे याचे वैशिष्ट्य आहे. यात शेळी, मेंढी, जिराफ, झेब्रा, हत्ती, हरीण, वाघ, सिंह, विविध पक्षी, कीटक आणि सूक्ष्मजीव यांसारखे प्राणी आढळतात.
जंगल परिसंस्था: यात उत्पादक (उदा. डिप्टेरोकार्पस, साग, देवदार, चंदन), प्राथमिक भक्षक (उदा. मुंगी, नाकतोडा), द्वितीयक भक्षक (उदा. साप, पक्षी, सरडे), तृतीयक भक्षक (उदा. वाघ, ससाणा, चित्ता) आणि विघटक (उदा. ॲस्परजिलस, पॉलिकार्पस) यांचा समावेश असतो.

जलीय परिसंस्थेचे प्रकार: पृथ्वीचा 71% भाग पाण्याने व्यापलेला आहे. यात गोड्या पाण्याची परिसंस्था (उदा. तळे, नद्या), खाऱ्या पाण्याची परिसंस्था (उदा. महासागर) आणि खाडी परिसंस्था यांचा समावेश होतो.

मानवी हस्तक्षेपामुळे परिसंस्थेचा ऱ्हास:

शहरीकरण: वाढत्या शहरीकरणामुळे घरांच्या बांधणीसाठी आणि इतर पायाभूत सुविधांसाठी शेतजमीन, दलदलीचा भाग, पाणथळीचे क्षेत्र, जंगले आणि गवताळ प्रदेश यांचा वापर केला जातो, ज्यामुळे परिसंस्था मूलभूतपणे बदलतात किंवा नष्ट होतात.
औद्योगिकीकरण आणि वाहतूक: वाढत्या औद्योगिकीकरणामुळे कच्च्या मालासाठी जंगले तोडली जातात. वाहतुकीतील वाढीमुळे रस्त्यांसाठी/रेल्वेमार्गांसाठी जंगले किंवा पाणथळ जागांचा वापर केल्याने परिसंस्था नष्ट होतात.
पर्यटन: निसर्गरम्य पर्यटन केंद्रांमध्ये मोठ्या संख्येने पर्यटक येत असल्याने, त्यांच्यासाठी पायाभूत सुविधांच्या विकासावर जोर दिला जातो, ज्यामुळे स्थानिक परिसंस्थांवर अतिरिक्त ताण येतो आणि त्यांचे मोठ्या प्रमाणावर नुकसान होते.
मोठी धरणे: धरणांमुळे मोठ्या प्रमाणात जमीन पाण्याखाली जाते, ज्यामुळे जंगल किंवा गवताळ प्रदेशांचे जलीय परिसंस्थेत रूपांतर होते. धरणांमुळे नदीच्या खालच्या बाजूचा पाण्याचा प्रवाह कमी होतो, ज्यामुळे तेथील आधीपासून असलेल्या नदीकाठच्या परिसंस्था नष्ट होतात.
युद्धे आणि अणुस्फोट: या घटनांमुळे परिसंस्थांचे महत्त्वपूर्ण आणि व्यापक नुकसान होऊ शकते.

Lesson 19: Life Cycle of Stars

Universe: Composed of innumerable galaxies.
Galaxy: A collection of billions of stars, their planetary systems, and interstellar clouds found in the empty spaces between stars.

Types: Spiral, elliptical, and irregular galaxies. 2 × 10³⁰ kg, a radius of 695,700 km, a surface temperature of 5,800 K, and a central temperature of 1.5 × 10⁷ K. Its age is approximately 4.5 × 10⁹ years. It is primarily composed of 72% hydrogen, 26% helium, and 2% heavier elements.
Stellar Mass Unit: The masses of other stars are often measured relative to the mass of the Sun (M_Sun).

Formation of Stars: Stars are born from vast interstellar clouds of gas and dust. Gravitational force causes these clouds to contract, increasing their density and temperature. When the core temperature reaches about 10⁷ K, nuclear fusion (hydrogen to helium) begins, releasing enormous energy. A stable star maintains a balance between the outward gas pressure and the inward gravitational force.
Life Cycle of Stars (Stellar Evolution): The evolutionary path and final stage of a star depend on its initial mass.

Stars with initial mass less than 8 M_Sun:

1. Red Giant Star: These stars undergo significant expansion, with their radius increasing by 100 to 200 times. They appear reddish due to their lower surface temperature.

2. White Dwarf: After the red giant phase, these stars shed their outer gaseous envelope, forming a planetary nebula. The core then contracts into a highly dense, Earth-sized white dwarf, which gradually cools over time. White dwarfs have extremely high density (e.g., a spoonful of their material could weigh tons).

Stars with initial mass between 8 to 25 M_Sun:

1. Super Giant Star: These stars expand much more dramatically than red giants.

2. Supernova Explosion: At the end of their evolution, these stars undergo a massive explosion called a supernova, releasing immense energy and light.

3. Neutron Star: Following a supernova, the core contracts further to form an extremely dense neutron star. Neutron stars have even higher densities than white dwarfs (e.g., a spoonful of their material could weigh as much as all living things on Earth).

Stars with initial mass greater than 25 M_Sun:

1. Super Giant Star: Similar to the previous category, they expand into super giants.

2. Supernova Explosion: They also end their lives in a spectacular supernova explosion.

3. Black Hole: After the supernova, the immense gravitational force causes the remaining core to contract indefinitely, forming a black hole. Its gravity is so strong that nothing, not even light, can escape, making it appear 'black'.

End Stage Stability: When a star exhausts its nuclear fuel, energy production ceases, and its temperature drops, reducing gas pressure. Gravitational force causes contraction. Eventually, a new balance is achieved between gravity and other pressures (e.g., electron degeneracy pressure in white dwarfs, neutron degeneracy pressure in neutron stars), allowing the star to stabilize in its final state.

ताऱ्यांची जीवनयात्रा

विश्व (Universe): असंख्य दीर्घिकांनी मिळून बनलेले आहे.
दीर्घिका (Galaxy): अब्जावधी तारे, त्यांच्या ग्रहमालिका आणि ताऱ्यांमधील रिकाम्या जागेत आढळणाऱ्या आंतरतारकीय मेघांचा (interstellar clouds) समूह होय.

प्रकार: चक्राकार (spiral), लंबगोलाकार (elliptical) आणि अनियमित आकाराच्या (irregular) दीर्घिका.
आकाशगंगा (मंदालकिनी): आपली सूर्यमाला या चक्राकार दीर्घिकेत आहे. यात सुमारे 10¹¹ तारे आहेत, तिचा आकार तबकडीसारखा असून मध्यभागी फुगीर असतो आणि व्यास सुमारे 10¹⁸ किमी आहे. सूर्यमाला तिच्या केंद्रापासून 2 × 10¹⁷ किमी अंतरावर आहे आणि दीर्घिका सुमारे 2 × 10⁸ वर्षांत परिभ्रमण करते.

तारे (Stars): तप्त वायूचे प्रचंड गोल.

सूर्य: एक सामान्य तारा आहे, ज्याचे वस्तुमान 2 × 10³⁰ किलो, त्रिज्या 695,700 किमी, पृष्ठभागाचे तापमान 5,800 केल्विन आणि केंद्रातील तापमान 1.5 × 10⁷ केल्विन आहे. त्याचे वय अंदाजे 4.5 × 10⁹ वर्षे आहे. तो मुख्यत्वे 72% हायड्रोजन, 26% हेलियम आणि 2% हेलियमपेक्षा जड मूलद्रव्यांनी बनलेला आहे.
तारांचे वस्तुमान एकक: इतर ताऱ्यांचे वस्तुमान सूर्याच्या वस्तुमानाशी (M_Sun) सापेक्ष मोजले जाते.

ताऱ्यांची निर्मिती: तारे वायू व धुळीच्या प्रचंड आंतरतारकीय मेघांपासून जन्माला येतात. गुरुत्वीय बलामुळे हे मेघ आकुंचन पावतात, त्यांची घनता वाढते आणि तापमान वाढते. जेव्हा गाभ्याचे तापमान सुमारे 10⁷ केल्विन पर्यंत पोहोचते, तेव्हा केंद्रकीय ऊर्जा निर्मिती (हायड्रोजनचे हेलियममध्ये संमीलन) सुरू होते. एक स्थिर तारा बाहेरच्या दिशेने असलेला वायूचा दाब आणि आतल्या दिशेने असलेले गुरुत्वीय बल यांच्यात संतुलन राखतो.
ताऱ्यांची जीवनयात्रा (Stellar Evolution): ताऱ्यांच्या उत्क्रांतीचा मार्ग आणि त्यांची अंतिम स्थिती त्यांच्या मूळ वस्तुमानावर अवलंबून असते.

सूर्याच्या वस्तुमानाच्या 8 पटीहून कमी मूळ वस्तुमान असलेल्या ताऱ्यांची अंतिम अवस्था:

1. तांबडा राक्षसी तारा (Red Giant Star): हे तारे मोठ्या प्रमाणात प्रसरण पावतात, त्यांची त्रिज्या 100 ते 200 पटीने वाढते. कमी तापमानामुळे ते लालसर दिसतात.

2. श्वेत बटू (White Dwarf): तांबड्या राक्षसी ताऱ्याच्या अवस्थेनंतर, हे तारे त्यांचे बाहेरील वायूचे आवरण दूर फेकतात, ज्यामुळे एक प्लॅनेटरी नेब्युला तयार होतो. त्यानंतर गाभा आकुंचन पावून अत्यंत घन, पृथ्वीएवढा श्वेत बटू बनतो, जो हळूहळू थंड होत जातो. श्वेत बटूंची घनता प्रचंड जास्त असते (उदा. त्यांच्या पदार्थाचा एक चमचा अनेक टन वजनाचा असू शकतो).

सूर्याच्या वस्तुमानाच्या 8 ते 25 पटीदरम्यान मूळ वस्तुमान असलेल्या ताऱ्यांची अंतिम अवस्था:

1. महाराक्षसी तारा (Super Giant Star): हे तारे तांबड्या राक्षसी ताऱ्यांपेक्षा खूप मोठ्या प्रमाणात प्रसरण पावतात.

2. महाविस्फोट (Supernova Explosion): त्यांच्या जीवनयात्रेच्या शेवटी, हे तारे महाविस्फोटासारख्या प्रचंड स्फोटात संपतात, ज्यामुळे प्रचंड ऊर्जा आणि प्रकाश बाहेर पडतो.

3. न्यूट्रॉन तारा (Neutron Star): महाविस्फोटानंतर, गाभा अजून आकुंचन पावून अत्यंत घन न्यूट्रॉन तारा बनतो. न्यूट्रॉन ताऱ्यांची घनता श्वेत बटूंंपेक्षाही जास्त असते (उदा. त्यांच्या पदार्थाचा एक चमचा पृथ्वीवरील सर्व सजीवांच्या वजनाएवढा असू शकतो).

सूर्याच्या वस्तुमानाच्या 25 पटीहून जास्त मूळ वस्तुमान असलेल्या ताऱ्यांची अंतिम अवस्था:

1. महाराक्षसी तारा (Super Giant Star): मागील श्रेणीतील ताऱ्यांप्रमाणेच, ते महाराक्षसी ताऱ्यांमध्ये प्रसरण पावतात.

2. महाविस्फोट (Supernova Explosion): त्यांचे जीवनही भव्य महाविस्फोटात संपते.

3. कृष्ण विवर (Black Hole): महाविस्फोटानंतर, प्रचंड गुरुत्वीय बलामुळे राहिलेला गाभा अनिश्चित काळासाठी आकुंचन पावत राहतो, ज्यामुळे कृष्ण विवर तयार होते. त्याचे गुरुत्वीय बल इतके तीव्र असते की प्रकाशही त्यातून बाहेर पडू शकत नाही, म्हणून ते 'कृष्ण' दिसते.

अंतिम स्थितीतील स्थिरता: जेव्हा तारा आपले केंद्रकीय इंधन संपवतो, तेव्हा ऊर्जा निर्मिती थांबते आणि त्याचे तापमान कमी होते, ज्यामुळे वायूचा दाब कमी होतो. गुरुत्वीय बलामुळे आकुंचन होते. शेवटी, गुरुत्वाकर्षण आणि इतर दाब (उदा. श्वेत बटूंमधील इलेक्ट्रॉनचा दाब, न्यूट्रॉन ताऱ्यांमधील न्यूट्रॉनचा दाब) यांच्यात एक नवीन संतुलन साधले जाते, ज्यामुळे तारा त्याच्या अंतिम अवस्थेत स्थिर राहू शकतो.

Excel with Excellence

Search This Blog

8th Science (lesson 11-19)(English/Marathi)

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

10th Science -1 test (lesson 1-10)(English/Marathi)

10th Science -2 test (lesson 1-10)(English/Marathi)

10th Science -2 Notes (lesson 1-5)(English/Marathi)