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ऊर्जा की परिभाषा, प्रकार और महत्वपूर्ण प्रश्न उत्तर

नमस्कार छात्रों आशा करती हूं कि आप लोग अच्छे होंगे आज आप लोग Htips के माध्यम से भौतिक विज्ञान के अंतर्गत आने वाला “ऊर्जा” का टॉपिक पड़ेगें जिसमें ऊर्जा की परिभाषा, प्रकार और ऊर्जा से संबंधित महत्वपूर्ण प्रश्न उत्तर को विस्तार पूर्वक पड़ेगें।

पिछली पोस्ट में हमने आपको न्यूटन की गति के तीनों नियमों को विस्तार पूर्वक बताया हैं यदि अभी तक आपने वो पोस्ट नहीं पढ़ी हैं तो उसे भी जरूर पढ़ें।

चलिए आज पढ़ते हैं ऊर्जा के बारे में सम्पूर्ण जानकारी विस्तार पूर्वक।

ऊर्जा की परिभाषा

किसी पिण्ड की कार्य करने की क्षमता को ही उस पिंड की ऊर्जा कहाँ जाता हैं। ऊर्जा एक अदिश राशि हैं इसका S.I. पद्वति में मात्रक जूल हैं।

ब्राह्मण्ड में ऊर्जा विभिन्न रूपों में जैसे प्रकाश ऊर्जा, ताप ऊर्जा, यांत्रिक ऊर्जा, विघुत ऊर्जा, चुम्बकीय ऊर्जा, गुरुत्वीय ऊर्जा, ध्वनि ऊर्जा, पवन ऊर्जा आदि रूपों में उपस्थित है।

उदाहरण के लिए बंदूक से छोडी गयी गयी गोली लक्ष्य से टकराकर विस्थापन उत्पन करती है।

ऊर्जा : Energy

किन्तु यह सभी ऊर्जाए पृथ्वी पर केवल दो रूपों में ही मिलती हैं।

  • गतिज ऊर्जा (Kinetic Energy)
  • स्थितिज ऊर्जा (Potential Energy)

1. गतिज ऊर्जा (Kinetic Energy)

किसी वस्तु में उसकी गति के कारण कार्य करने की जो क्षमता आ जाती हैं उसे उस वस्तु की गतिज ऊर्जा कहते हैं।

माना,
m द्रव्यमान की कोई वस्तु v वेग से चल रही हैं तो गतिज ऊर्जा (KE) होगी।

K. E. = ½ mv²

गतिज ऊर्जा = 1/2द्रव्यमान/(वेग)²

गजित ऊर्जा सदैव धनात्मक होती है।

2. स्थितिज ऊर्जा (Potential Energy)

जब किसी वस्तु में विशेष अवस्था या स्थिति के कारण कार्य करने की क्षमता आ जाती हैं तो उसे स्थितिज ऊर्जा कहते हैं।

जैसे:-

  • बाँध बनाकर इकट्ठा किये गए पानी की ऊर्जा
  • घड़ी की चाभी में संचित ऊर्जा
  • तनी हुई स्प्रिंग या कमानी की ऊर्जा

गुरुत्व बल के विरूद्ध संचित स्थितिज ऊर्जा का व्यंजक हैं-

P.E. = mgh

जहाँ

m = द्रव्यमान
g = गुरुत्वजनित त्वरण
h = ऊँचाई

ऊर्जा (Energy) के प्रकार

  1. रासायनिक ऊर्जा
  2. विद्युत ऊर्जा
  3. यांत्रिक ऊर्जा
  4. ऊष्मीय ऊर्जा
  5. गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा

1. रासायनिक ऊर्जा

परमाणु बंधनों के बीच संग्रहित ऊर्जा रसायनिक ऊर्जा है।

उदाहरण : लकड़ी, कोयले को जलाने से ईंधनों से उत्पन्न होने वाली रसायनिक ऊर्जा का उपयोग करते हैं।

2. विद्युत ऊर्जा

बिजली के कंडक्टर में इलेक्ट्रॉनों द्वारा वहन की जाने वाली ऊर्जा विद्युत ऊर्जा है। यह ऊर्जा के सबसे आम और उपयोगी रूपों में से एक है।

उदाहरण : बिजली भी ऊर्जा का रूप है ऊर्जा के अन्य रूप भी विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किये जा सकते हैं उदाहरण के लिए, ऊर्जा संयंत्र कोयले जैसे ईंधन में संग्रहीत रसायनिक ऊर्जा को उसके विभिन्न रूपों में परिवर्तित कर विद्युत ऊर्जा में बदल देते हैं।

3. यांत्रिक ऊर्जा

यांत्रिक ऊर्जा एक पदार्थ या प्रणाली की गति से उत्पन्न होने वाली ऊर्जा है।

उदाहरण : मशीनों में काम करने के लिए यांत्रिक ऊर्जा का उपयोग किया जाता है।

4. ऊष्मीय ऊर्जा

ऊष्मीय ऊर्जा एक पदार्थ या प्रणाली के अपने तापमान अणुओं की गति से उत्पन्न होने वाली ऊर्जा है।

उदाहरण : खाना पकाने के लिए सौर विकिरण द्वारा उत्पन्न की जाने वाली ऊष्मीय ऊर्जा का उपयोग करते हैं।

5. गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा

गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में एक वस्तु द्वारा लगने वाली ऊर्जा है।

उदाहरण : पानी एक बहते झरने से उत्पन्न होने वाली ऊर्जा गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा है।

ऊर्जा संरक्षण का नियम

ऊर्जा को ना तो उत्तपन्न किया जा सकता हैं ना ही नष्ट किया जा सकता हैं ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता हैं जब भी ऊर्जा किसी रूप में लुप्त होती हैं तब ठीक उतनी ही ऊर्जा अन्य रूपों में प्रकट होती हैं अतः विश्व की सम्पूर्ण ऊर्जा का परिमाण स्थिर रहता हैं यह ऊर्जा संरक्षण का नियम कहलाता हैं।

ऊर्जा रूपांतरित करने वाले कुछ उपकरण

उपकरणऊर्जा का रूपांतरण
डायनेमोयांत्रिक ऊर्जा को विधुत ऊर्जा में
मोमबत्तीरासायनिक ऊर्जा को प्रकाश एवं ऊष्मा ऊर्जा में
माइक्रोफोनध्वनि ऊर्जा को विधुत ऊर्जा में
लाउडस्पीकरविधुत ऊर्जा को ध्वनि ऊर्जा में
सोलर सेलसौर ऊर्जा को विधुत ऊर्जा में
ट्यूब लाइटविधुत ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा में
विधुत मोटरविधुत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में
विधुत बल्बविधुत ऊर्जा को प्रकाश एवं ऊष्मा ऊर्जा में
विधुत सेलरासायनिक ऊर्जा को विधुत ऊर्जा में
सितारयांत्रिक ऊर्जा को ध्वनि ऊर्जा में

संवेग एवं गतिज ऊर्जा में सम्बन्ध

K. E. = P² / 2m

जहां, P (संवेग) = mv

अर्थात संवेग को दुगुना करने पर गतिज ऊर्जा चार गुनी हो जाएगी।

उर्जा से सम्बन्धित प्रमुख सूत्र

  • स्थानान्तरण की गतिज ऊर्जा
    E = ½ mυ²
  • घूर्णन की गतिज ऊर्जा
    E = ½ Jω²
    जहाँ J घूर्णन अक्ष के परितः जड़त्वाघुर्ण हैं, तथा w कोणीय आवृति हैं।
  • तने हुए स्प्रिंग की गतिज ऊर्जा
    E = ½ K x²
    जहाँ k स्प्रिंग का बल नियतांक हैं तथा x स्प्रिंग का सामायावस्था की तुलना में कुल तनाव हैं।
  • आवेशित संधारित की ऊर्जा
    E = Q²/2C = CU²/2
    जहाँ Q संधारित्र की प्लेटों पर एकत्र आवेश है; तथा C संधारित्र की धारिता है; U संधारित्र की प्लेटों के बीच विभवान्तर है।
  • धारावाही प्रेरक में संचित ऊर्जा
    E = L I²/2
    जहाँ L प्रेरकत्व हैं तथा I उसमें प्रवाहित धारा।
  • द्रव्यमान एवं उर्जा की समतुल्यता –
    द्रव्यमान एवं वेग के मुक्त कण की सापेक्षिक (रिलेटिविस्टिक) उर्जा:
    E = mc²/√(1 – v²/c²)
    जहाँ c प्रकाश का वेग हैं।
  • फोटॉनों या प्रकाश कांटा की ऊर्जा
    E = h f
    जहाँ h प्लांक हैं, तथा f फोटॉन की आवृत्ति हैं।
  • भूकम्प की ऊर्जा
    E = 10 3/2(m-2) टन टीएनटी के समतुल्य
    जहाँ M भूकम्प की तीव्रता (रिचर पैमाने पर) है।
  • कार्य या उर्जा में परिवर्तन, बल का दूरी के साथ इन्टीग्रल के बराबर होता है।
    W = ∫ F dx ·

ऊर्जा से सम्बंधित कुछ महत्वपूर्ण प्रश्न उत्तर

प्रश्न1. किसी वस्तु की कार्य करने की क्षमता को उस वस्तु की क्या कहते हैं?

उत्तर:- ऊर्जा

प्रश्न2. ऊर्जा कैसी राशि हैं?

उत्तर:- अदिश

प्रश्न3. ऊर्जा का S.I. पद्वति में मात्रक क्या होता हैं?

उत्तर:- जूल

प्रश्न4. यांत्रिक ऊर्जा कितने प्रकार की होती हैं?

उत्तर:- 2

प्रश्न5. गुरुत्व बल के विरुद्ध संचित स्थितिज ऊर्जा का व्यंजक क्या हैं?

उत्तर:-  P.E. = mgh

प्रश्न6. यांत्रिक ऊर्जा को विधुत ऊर्जा में कौन सा उपकरण बदलता हैं?

उत्तर:- डायनेमो

प्रश्न7. यांत्रिक ऊर्जा को ध्वनि ऊर्जा में कौन सा उपकरण बदलता हैं?

उत्तर:- सितार

प्रश्न8. संवेग एवं गतिज ऊर्जा में क्या संबंध हैं?

उत्तर:- K.E. = ½ P² m

प्रश्न9. यदि m द्रव्यमान की वस्तु v वेग से चल रही हो, तो गतिज ऊर्जा क्या होगी?

उत्तर:- गतिज ऊर्जा = ½ mv²

प्रश्न10. संवेग को दुगना करने पर गतिज ऊर्जा कितने गुनी हो जाएगी?

उत्तर:- चार गुनी

ऊर्जा से सम्बंधित कुछ महत्वपूर्ण प्रश्न उत्तर

प्रश्न11. कौन-सा यंत्र रासायनिक ऊर्जा को विद्युत् ऊर्जा में बदलता है?

उत्तर:- बैट्री

प्रश्न12. किसी वस्तु में उसकी स्थिति के कारण संचित ऊर्जा कहलाता है

उत्तर:- स्थितिज ऊर्जा

प्रश्न13. निम्नलिखित में से “जूल” किसका मात्रक है?

उत्तर:- कार्य

प्रश्न14. ऊर्जा की वाणिज्यिक इकाई है:

उत्तर:- किलोवाट ऑवर

प्रश्न15. जब कोई वस्तु स्वतंत्र रूप से जमीन पर गिर रही होती है तो उसकी कुल ऊर्जा:

उत्तर:- स्थिर रहती है

प्रश्न16. 100W का विद्युत् बल्ब 1 मिनट में कितनी ऊर्जा का स्थानान्तरण करता है?

उत्तर:- 6000 जूल

प्रश्न17. जब किसी वस्तु के द्वारा कार्य किया जाता है, तो उस पर क्या प्रभाव पड़ता है?

उत्तर:- उसे ऊर्जा की प्राप्ति होती है

प्रश्न18. 60 वाट का एक रेडियो सेट 50 घंटे तक चलता है। उसके द्वारा खपत की गई विद्युत ऊर्जा “किलोवाट-ऑवर” में कितनी है?

उत्तर:- 3 किलोवाट-ऑवर

प्रश्न19. शक्ति की सबसे छोटी ईकाई है:

उत्तर:- वाट

प्रश्न20. किसी वस्तु पर किया गया कार्य निर्भर नहीं करता है:

उत्तर:- वस्तु के प्रारंभिक वेग पर

जरूर पढ़िए :

Conclusion :

इस पेज पर आपने ऊर्जा की परिभाषा, प्रकार और ऊर्जा से संबंधित महत्वपूर्ण प्रश्न उत्तर को विस्तार पूर्वक पड़ा।

आशा हैं कि आपको Htips की यह पोस्ट ऊर्जा की परिभाषा, प्रकार और ऊर्जा से संबंधित जानकारी पसंद आई होगी तो कमेंट में जरूर बताएं और कोई प्रश्न हैं तो उसे भी कमेंट या मेल के द्वारा जरूर पूछे धन्यवाद।

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