Class 10 Science: ऊर्जा के स्रोत

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1. ऊर्जा स्रोत से क्या तात्पर्य है?

उत्तर:
वे साधन या संसाधन जिनसे हमें विभिन्न प्रकार के कार्य करने के लिए ऊर्जा प्राप्त होती है, ऊर्जा स्रोत कहलाते हैं। ऊर्जा स्रोतों के माध्यम से ऊष्मा, प्रकाश, विद्युत तथा यांत्रिक ऊर्जा प्राप्त की जाती है।

ऊर्जा स्रोत मुख्यतः दो प्रकार के होते हैं—

(i) नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत (Renewable Sources):
वे ऊर्जा स्रोत जो प्रकृति में निरंतर उपलब्ध रहते हैं तथा जिनका बार-बार उपयोग किया जा सकता है, नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत कहलाते हैं।

उदाहरण: सौर ऊर्जा, पवन ऊर्जा, जल ऊर्जा, ज्वार-भाटा ऊर्जा, बायोगैस, बायोमास आदि।

(ii) अनवीकरणीय ऊर्जा स्रोत (Non-renewable Sources):
वे ऊर्जा स्रोत जिनका भंडार सीमित होता है तथा जिनकी पुनः प्राप्ति में लाखों वर्ष लग जाते हैं, अनवीकरणीय ऊर्जा स्रोत कहलाते हैं।

उदाहरण: कोयला, पेट्रोलियम, डीजल, प्राकृतिक गैस, लकड़ी आदि।

नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत भविष्य में भी लंबे समय तक उपलब्ध रह सकते हैं, जबकि अनवीकरणीय ऊर्जा स्रोत धीरे-धीरे समाप्त हो सकते हैं। इसलिए इनका विवेकपूर्ण उपयोग करना आवश्यक है।

2. सौर ऊर्जा की विशेषताएँ लिखिए।

उत्तर:
सौर ऊर्जा ऊर्जा का एक महत्त्वपूर्ण नवीकरणीय स्रोत है। इसकी प्रमुख विशेषताएँ निम्नलिखित हैं—

(i) यह प्रदूषण रहित एवं पर्यावरण के अनुकूल ऊर्जा स्रोत है।

(ii) यह नवीकरणीय तथा अक्षय ऊर्जा का स्रोत है।

(iii) इसका उपयोग करने पर जीवाश्म ईंधनों की खपत कम होती है।

(iv) पृथ्वी पर सभी जीव-जन्तुओं तथा पौधों के जीवन का मुख्य आधार सौर ऊर्जा है।

(v) सौर कुकर, सौर जल-तापक, सौर सेल तथा सौर पैनल जैसे उपकरण सौर ऊर्जा पर कार्य करते हैं।

3. हम ऊर्जा के वैकल्पिक स्रोतों की ओर क्यों ध्यान दे रहे हैं?

उत्तर:
वर्तमान समय में ऊर्जा की आवश्यकता निरंतर बढ़ रही है, जबकि परंपरागत ऊर्जा स्रोत जैसे कोयला, पेट्रोलियम तथा प्राकृतिक गैस सीमित मात्रा में उपलब्ध हैं। इनका अत्यधिक उपयोग भविष्य में ऊर्जा संकट उत्पन्न कर सकता है।

इसी कारण वैज्ञानिकों का ध्यान वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की ओर बढ़ा है, क्योंकि—

(i) ये लंबे समय तक उपलब्ध रहते हैं।

(ii) इनसे पर्यावरण प्रदूषण कम होता है।

(iii) ये ऊर्जा की बढ़ती मांग को पूरा करने में सहायक हैं।

(iv) ये भविष्य के लिए सुरक्षित एवं टिकाऊ ऊर्जा स्रोत हैं।

4. क्या कोई ऊर्जा स्रोत पूर्णतः प्रदूषण-मुक्त हो सकता है? कारण सहित स्पष्ट कीजिए।

उत्तर:
कोई भी ऊर्जा स्रोत पूर्णतः प्रदूषण-मुक्त नहीं माना जा सकता। यद्यपि सौर ऊर्जा, पवन ऊर्जा तथा जल ऊर्जा को स्वच्छ ऊर्जा स्रोत माना जाता है, फिर भी इनके उपकरणों के निर्माण, स्थापना तथा उपयोग के दौरान कुछ न कुछ पर्यावरणीय प्रभाव अवश्य पड़ता है।

फिर भी जीवाश्म ईंधनों की तुलना में नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत पर्यावरण के लिए अधिक सुरक्षित तथा कम प्रदूषणकारी होते हैं।

5. ऊर्जा के उत्तम स्रोत किसे कहते हैं?

उत्तर:
ऐसे ऊर्जा स्रोत, जो कम लागत में अधिक ऊर्जा प्रदान करें तथा जिनका उपयोग सरल एवं सुरक्षित हो, ऊर्जा के उत्तम स्रोत कहलाते हैं।

एक उत्तम ऊर्जा स्रोत में निम्नलिखित गुण होने चाहिए—

(i) प्रति इकाई द्रव्यमान अथवा प्रति इकाई आयतन अधिक ऊर्जा प्रदान करे।

(ii) आसानी से उपलब्ध हो।

(iii) इसका भंडारण एवं परिवहन सरल हो।

(iv) इसका उपयोग सुरक्षित एवं सुविधाजनक हो।

(v) इसकी लागत कम हो तथा पर्यावरण पर इसका प्रभाव न्यूनतम हो।

6. सौर ऊर्जा का दैनिक जीवन में प्रमुख उपयोग लिखिए।

उत्तर:
सौर ऊर्जा का उपयोग दैनिक जीवन में अनेक कार्यों के लिए किया जाता है, जैसे—

(i) सौर कुकर द्वारा भोजन पकाने में।

(ii) सौर जल-तापक (Solar Water Heater) द्वारा पानी गर्म करने में।

(iii) सौर पैनल की सहायता से विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने में।

(iv) सौर लालटेन तथा सौर स्ट्रीट लाइट में।

(v) दूरस्थ क्षेत्रों में विद्युत आपूर्ति के लिए।

7. भूतापीय ऊर्जा (Geothermal Energy) क्या है?

उत्तर:
पृथ्वी के अंदर उपस्थित गर्म चट्टानों एवं मैग्मा से प्राप्त ऊष्मा को भूतापीय ऊर्जा कहते हैं।

जब पृथ्वी के भीतर स्थित गर्म चट्टानों के संपर्क में जल आता है, तो वह उच्च दाब वाली भाप में परिवर्तित हो जाता है। इस भाप द्वारा टरबाइन घुमाई जाती है, जिससे विद्युत जनित्र के माध्यम से विद्युत ऊर्जा उत्पन्न की जाती है।

8. विद्युत ऊर्जा के प्रमुख स्रोतों के नाम लिखिए।

उत्तर:
विद्युत ऊर्जा के प्रमुख स्रोत निम्नलिखित हैं—

(i) जल विद्युत (Hydroelectric Energy)

(ii) पवन ऊर्जा (Wind Energy)

(iii) सौर ऊर्जा (Solar Energy)

(iv) महासागरीय तापीय ऊर्जा (Ocean Thermal Energy)

(v) भूतापीय ऊर्जा (Geothermal Energy)

(vi) नाभिकीय ऊर्जा (Nuclear Energy)

9. सौर सेलों के कुछ उपयोग लिखिए।

उत्तर:
सौर सेलों का उपयोग निम्नलिखित क्षेत्रों में किया जाता है—

(i) कृत्रिम उपग्रहों (Satellites) में।

(ii) अंतरिक्ष यानों एवं मार्स ऑर्बिटर मिशनों में।

(iii) कैलकुलेटर एवं रेडियो में।

(iv) बेतार संचार तंत्र (Wireless Communication System) में।

(v) दूरस्थ क्षेत्रों के टीवी तथा दूरसंचार केंद्रों में।

(vi) सौर लालटेन एवं छोटे विद्युत उपकरणों में।

10. जीवाश्म ईंधन क्या हैं? उदाहरण सहित लिखिए।

उत्तर:
लाखों वर्षों पहले पृथ्वी के भीतर दबे हुए पौधों तथा जीवों के अवशेषों के अपघटन से बनने वाले ईंधनों को जीवाश्म ईंधन (Fossil Fuel) कहते हैं।

जीवाश्म ईंधन अनवीकरणीय ऊर्जा स्रोत हैं, क्योंकि इनके निर्माण में लाखों वर्ष लगते हैं और इनकी पूर्ति शीघ्र संभव नहीं होती।

उदाहरण:

(i) कोयला

(ii) पेट्रोलियम

(iii) प्राकृतिक गैस

इनका उपयोग सीमित मात्रा में तथा विवेकपूर्ण ढंग से करना चाहिए, ताकि भविष्य में ऊर्जा संकट उत्पन्न न हो।

11. नाभिकीय ऊर्जा की प्राप्ति कैसे होती है?

उत्तर:
नाभिकीय ऊर्जा परमाणु के नाभिक में संचित ऊर्जा होती है। यह मुख्यतः नाभिकीय विखंडन (Nuclear Fission) की प्रक्रिया द्वारा प्राप्त की जाती है।

जब यूरेनियम-235 जैसे भारी नाभिक पर निम्न ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन की बमबारी की जाती है, तो वह दो या दो से अधिक हल्के नाभिकों में टूट जाता है। इस प्रक्रिया में अत्यधिक मात्रा में ऊर्जा तथा अतिरिक्त न्यूट्रॉन मुक्त होते हैं। मुक्त हुए न्यूट्रॉन अन्य नाभिकों का विखंडन करते हैं, जिससे श्रृंखला अभिक्रिया (Chain Reaction) प्रारंभ हो जाती है। इसी ऊर्जा का उपयोग नाभिकीय विद्युत संयंत्रों में विद्युत उत्पादन के लिए किया जाता है।

12. सौर स्थिरांक (Solar Constant) की परिभाषा दीजिए।

उत्तर:
पृथ्वी के वायुमंडल की बाहरी सीमा पर सूर्य की किरणों के लंबवत स्थित प्रति इकाई क्षेत्रफल पर प्रति सेकंड प्राप्त होने वाली सौर ऊर्जा को सौर स्थिरांक (Solar Constant) कहते हैं।

इसका सन्निकट मान लगभग 1.4 kW/m² होता है।

13. बायोगैस किसे कहते हैं? बायोमास क्या है?

उत्तर:

बायोगैस (Biogas):
गोबर, कृषि अपशिष्ट, पौधों के अवशेष तथा अन्य जैविक पदार्थों के ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में सूक्ष्मजीवों द्वारा अपघटन से प्राप्त ज्वलनशील गैस को बायोगैस कहते हैं। इसे सामान्यतः गोबर गैस भी कहा जाता है।

बायोमास (Biomass):
पौधों एवं जन्तुओं से प्राप्त जैविक पदार्थों को बायोमास कहते हैं। बायोमास ऊर्जा का एक महत्त्वपूर्ण नवीकरणीय स्रोत है, जिससे बायोगैस तथा अन्य जैव ईंधन प्राप्त किए जाते हैं।

14. स्पष्ट कीजिए कि कच्ची लकड़ी को जलाना कठिन क्यों होता है?

उत्तर:
कच्ची लकड़ी में नमी (जल) की मात्रा अधिक होती है। जलाने पर पहले यह नमी ऊष्मा को अवशोषित करके वाष्प में परिवर्तित होती है। इसके बाद ही लकड़ी का दहन प्रारंभ होता है। इस कारण कच्ची लकड़ी को जलाने में अधिक समय लगता है तथा यह कम ऊष्मा उत्पन्न करती है।

इसी कारण सूखी लकड़ी की अपेक्षा कच्ची लकड़ी को जलाना कठिन होता है।

15. बायोगैस क्या है? इसके प्रमुख अवयवों के नाम लिखिए तथा इसके दो उपयोग बताइए।

उत्तर:
गोबर, कृषि अपशिष्ट एवं अन्य जैविक पदार्थों के अवायवीय अपघटन से प्राप्त ज्वलनशील गैस को बायोगैस कहते हैं।

बायोगैस के प्रमुख अवयव

(i) मिथेन (CH₄) — लगभग 75%

(ii) कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂)

(iii) हाइड्रोजन (H₂)

(iv) हाइड्रोजन सल्फाइड (H₂S)

बायोगैस के उपयोग

(i) भोजन पकाने के लिए ईंधन के रूप में।

(ii) प्रकाश एवं विद्युत उत्पादन के लिए।

16. सौर पैनलों के दो उपयोग लिखिए।

उत्तर:
सौर पैनलों का उपयोग निम्नलिखित कार्यों में किया जाता है—

(i) सौर ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए।

(ii) दूरस्थ एवं दुर्गम क्षेत्रों में विद्युत आपूर्ति के लिए, जहाँ सामान्य विद्युत व्यवस्था उपलब्ध नहीं होती।

17. ग्रीनहाउस गैस क्या है?

उत्तर:
ऐसी गैसें जो पृथ्वी से उत्सर्जित ऊष्मा को अपने भीतर अवशोषित करके वातावरण का तापमान बढ़ाती हैं, ग्रीनहाउस गैसें (Greenhouse Gases) कहलाती हैं।

इनमें प्रमुख गैसें हैं—

(i) कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂)

(ii) मिथेन (CH₄)

(iii) नाइट्रस ऑक्साइड (N₂O)

(iv) जलवाष्प (Water Vapour)

इन गैसों की अधिकता के कारण वैश्विक ऊष्मीकरण (Global Warming) की समस्या उत्पन्न होती है।

18. प्राकृतिक गैस तथा CNG क्या है?

उत्तर:
प्राकृतिक गैस (Natural Gas) एक जीवाश्म ईंधन है, जिसमें मुख्यतः मिथेन गैस पाई जाती है। इसका उपयोग घरेलू तथा औद्योगिक ईंधन के रूप में किया जाता है।

CNG (Compressed Natural Gas) प्राकृतिक गैस का संपीड़ित (उच्च दाब पर संचित) रूप है। इसका उपयोग मुख्यतः वाहनों में ईंधन के रूप में किया जाता है, क्योंकि यह पेट्रोल एवं डीजल की अपेक्षा कम प्रदूषण उत्पन्न करती है।

19. सौर कुकर के लिए कौन-सा दर्पण—अवतल, उत्तल अथवा समतल—सबसे उपयुक्त होता है? कारण सहित लिखिए।

उत्तर:
सौर कुकर के लिए अवतल दर्पण सबसे उपयुक्त होता है, क्योंकि यह सूर्य से आने वाली समांतर प्रकाश किरणों को परावर्तित करके एक बिंदु (फोकस) पर अभिसरित कर देता है। इससे उस स्थान का तापमान बहुत अधिक हो जाता है, जिससे भोजन आसानी से पकाया जा सकता है।

20. कोयला तथा पेट्रोलियम के उपयोग से पर्यावरण पर क्या प्रभाव पड़ता है?

उत्तर:
कोयला एवं पेट्रोलियम जीवाश्म ईंधन हैं। इनके जलने पर कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂), कार्बन मोनोऑक्साइड (CO), सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂), नाइट्रोजन के ऑक्साइड (NOₓ) तथा अन्य हानिकारक गैसें वायुमंडल में मिल जाती हैं।

इनके कारण—

(i) वायु प्रदूषण बढ़ता है।

(ii) वैश्विक ऊष्मीकरण (Global Warming) की समस्या उत्पन्न होती है।

(iii) अम्लीय वर्षा (Acid Rain) की संभावना बढ़ जाती है।

(iv) मानव स्वास्थ्य एवं पर्यावरण पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है।

इसी कारण जीवाश्म ईंधनों का उपयोग आवश्यकतानुसार एवं विवेकपूर्ण ढंग से करना चाहिए तथा नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों को अधिक बढ़ावा देना चाहिए।