📚 ईंधन और दहन (Fuel and Combustion)

यह टॉपिक ऊर्जा, पर्यावरण और रसायन विज्ञान के सिद्धांतों को जोड़ता है, जिससे यह प्रतियोगी परीक्षाओं के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण बन जाता है। इस पोस्ट को पढ़ने के बाद, आप ईंधन और दहन से जुड़े किसी भी प्रश्न का उत्तर आसानी से दे पाएंगे।

1. दहन (Combustion): मूल अवधारणा

दहन एक रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें कोई पदार्थ (ईंधन) ऑक्सीजन (O2​) की उपस्थिति में प्रतिक्रिया करता है और ऊष्मा (Heat) और प्रकाश (Light) उत्पन्न करता है।

दहन के लिए आवश्यक शर्तें (Conditions Necessary for Combustion)

किसी भी पदार्थ के जलने (Combustion) के लिए तीन चीजों का होना अनिवार्य है, जिसे ‘अग्नि त्रिभुज’ (Fire Triangle) कहा जाता है:

1. ईंधन (Fuel): वह दहनशील पदार्थ जो जलता है (जैसे कोयला, पेट्रोल, लकड़ी)।
2. ऑक्सीजन (Oxygen/Air): दहन का पोषक (Supporter of Combustion)।
3. ज्वलन ताप (Ignition Temperature): वह न्यूनतम तापमान जिस पर कोई पदार्थ आग पकड़ना शुरू करता है।
   • अपवाद: ज्वलन ताप से कम तापमान पर कोई पदार्थ नहीं जल सकता।

दहन के प्रकार (Types of Combustion)

प्रकार	विवरण	उदाहरण
तीव्र दहन (Rapid Combustion)	तेजी से होता है और बड़ी मात्रा में ऊष्मा और प्रकाश उत्पन्न करता है।	LPG का जलना, माचिस की तीली जलना।
स्वतः दहन (Spontaneous Combustion)	बाहरी ऊष्मा के बिना, पदार्थ स्वयं ही कमरे के तापमान पर आग पकड़ लेता है।	सफेद Phosphorus का जलना (कम ज्वलन ताप के कारण)।
विस्फोट (Explosion)	तेजी से दहन, जिससे बड़ी मात्रा में ऊष्मा, प्रकाश, और ध्वनि (Sound) के साथ गैसें निकलती हैं।	पटाखों का फूटना, बारूद का जलना।

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2. ईंधन (Fuel): वर्गीकरण और विशेषताएँ

ईंधन वे पदार्थ होते हैं जो दहन पर बड़ी मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न करते हैं।

2.1. अवस्था के आधार पर वर्गीकरण (Classification by State)

वर्गीकरण	उदाहरण
ठोस ईंधन	लकड़ी, कोयला (Coal), चारकोल (Charcoal), मोम (Wax)।
द्रव ईंधन	पेट्रोल, डीजल, केरोसिन, Alcohol।
गैसीय ईंधन	LPG, CNG, प्राकृतिक गैस (Natural Gas), Biogas।

2.2. ईंधन की गुणवत्ता (Quality of Fuel)

ईंधन की गुणवत्ता मापने के लिए दो मुख्य मानक हैं:

1. कैलोरी मान (Calorific Value): किसी ईंधन के 1 किलोग्राम (या 1 ग्राम) को पूरी तरह जलाने पर उत्पन्न होने वाली ऊष्मा ऊर्जा की मात्रा।
   • इकाई: Kilojoule per Kilogram (kJ/kg)।
   • सबसे अधिक कैलोरी मान: हाइड्रोजन गैस का होता है (≈150,000 kJ/kg)।
2. प्रज्वलन तापमान (Ignition Temperature): जितना कम ज्वलन ताप होगा, उतना ही खतरनाक और तीव्र वह ईंधन होगा।

2.3. महत्वपूर्ण गैसीय ईंधन (Important Gaseous Fuels)

ईंधन का नाम	प्रमुख घटक	उपयोग
LPG (द्रवित पेट्रोलियम गैस)	प्रोपेन और ब्यूटेन।	घरों में खाना पकाने के लिए।
CNG (संपीड़ित प्राकृतिक गैस)	मीथेन (Methane – CH4​)।	वाहनों में ईंधन के रूप में (कम प्रदूषण)।
बायोगैस/गोबर गैस	मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2​)।	खाना पकाने, बिजली उत्पादन।
वाटर गैस	कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) + हाइड्रोजन (H2​)।	औद्योगिक ईंधन।

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3. आग पर नियंत्रण और पर्यावरण

3.1. अग्निशामक (Fire Extinguishers)

आग बुझाने के लिए Fire Extinguishers का उपयोग किया जाता है। वे दहन की आवश्यक शर्तों (ईंधन, ऊष्मा, ऑक्सीजन) में से किसी एक को हटाकर काम करते हैं:

• पानी: सबसे आम अग्निशामक। यह ज्वलन ताप को कम करके (ठंडा करके) आग बुझाता है।
  • अपवाद: तेल और बिजली की आग पर पानी का उपयोग नहीं करना चाहिए।
• कार्बन डाइऑक्साइड (CO2​): यह सबसे अच्छा अग्निशामक है। यह ऑक्सीजन से भारी होता है, इसलिए यह आग को कंबल की तरह ढक लेता है और हवा (O2​) की आपूर्ति काट देता है। यह बिजली की आग के लिए भी सुरक्षित है।

3.2. दहन के दुष्प्रभाव (Harmful Effects of Combustion)

• ग्लोबल वार्मिंग (Global Warming): कार्बन ईंधन (कोयला, पेट्रोलियम) के जलने से CO2​ का उत्सर्जन होता है, जो पृथ्वी के तापमान को बढ़ाता है।
• अम्लीय वर्षा (Acid Rain): कोयले/डीजल के जलने पर सल्फर और नाइट्रोजन के ऑक्साइड (SO2​,NO2​) निकलते हैं, जो वायुमंडल में जल से मिलकर सल्फ्यूरिक (H2​SO4​) और नाइट्रिक अम्ल (HNO3​) बनाते हैं।

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4. अभ्यास प्रश्न और सीधे उत्तर (Q. 1-50)

यहाँ आपके अभ्यास के लिए 50 सबसे महत्वपूर्ण प्रश्न दिए गए हैं।

💡 दहन और ज्वलन ताप पर आधारित प्रश्न (Q. 1-10)

1. दहन की प्रक्रिया के लिए आवश्यक मूलभूत शर्तें क्या हैं? उत्तर: ईंधन, ऑक्सीजन और ज्वलन ताप
2. वह न्यूनतम तापमान जिस पर कोई पदार्थ जलना शुरू करता है, क्या कहलाता है? उत्तर: ज्वलन ताप (Ignition Temperature)
3. निम्न में से कौन दहन का पोषक (Supporter of Combustion) है? उत्तर: ऑक्सीजन (O2​)
4. सफेद Phosphorus का जलना किस प्रकार के दहन का उदाहरण है? उत्तर: स्वतः दहन (Spontaneous Combustion)
5. पटाखों का जलना या बारूद का फूटना किस प्रकार के दहन का उदाहरण है? उत्तर: विस्फोट (Explosion)
6. दहन की प्रक्रिया में कौन सी ऊर्जा उत्पन्न होती है? उत्तर: ऊष्मा और प्रकाश ऊर्जा
7. क्या Magnesium धातु कमरे के तापमान पर हवा में जलती है? उत्तर: नहीं, उसे जलाने के लिए गर्म करना पड़ता है।
8. वह प्रक्रिया जिसमें ईंधन का पूर्ण दहन नहीं हो पाता है, क्या कहलाती है? उत्तर: अपूर्ण दहन (Incomplete Combustion)
9. अपूर्ण दहन से कौन सी जहरीली गैस उत्पन्न होती है? उत्तर: कार्बन मोनोऑक्साइड (CO)
10. क्या पानी एक दहनशील पदार्थ (Combustible Substance) है? उत्तर: नहीं (यह अज्वलनशील है)

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🧪 ईंधन और कैलोरी मान पर आधारित प्रश्न (Q. 11-20)

11. किसी ईंधन के 1 किलोग्राम के पूर्ण दहन से प्राप्त ऊर्जा को क्या कहते हैं? उत्तर: कैलोरी मान (Calorific Value)
12. कैलोरी मान की इकाई क्या है? उत्तर: Kilojoule per Kilogram (kJ/kg)
13. किस ईंधन का कैलोरी मान सबसे अधिक होता है? उत्तर: हाइड्रोजन गैस
14. LPG का मुख्य घटक क्या है? उत्तर: प्रोपेन और ब्यूटेन
15. CNG का मुख्य घटक क्या है? उत्तर: मीथेन (Methane)
16. LPG में रिसाव का पता लगाने के लिए कौन सा रासायनिक पदार्थ मिलाया जाता है? उत्तर: एथिल मरकैप्टन (Ethyl Mercaptan)
17. LPG को गंध देने वाला यह पदार्थ (Ethyl Mercaptan) रासायनिक रूप से क्या है? उत्तर: सल्फर का यौगिक
18. बायोगैस (Biogas) का मुख्य घटक क्या है? उत्तर: मीथेन (लगभग 50−75%)
19. CNG को LPG की तुलना में बेहतर ईंधन क्यों माना जाता है? उत्तर: यह कम प्रदूषण फैलाता है।
20. Producer Gas का मुख्य मिश्रण क्या है? उत्तर: कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) और नाइट्रोजन (N2​)

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💧 अग्निशामक और नियंत्रण (Q. 21-30)

21. आग बुझाने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण क्या कहलाते हैं? उत्तर: अग्निशामक (Fire Extinguishers)
22. तेल या पेट्रोल से लगी आग बुझाने के लिए पानी का उपयोग क्यों नहीं करना चाहिए? उत्तर: तेल पानी से हल्का होता है और पानी के ऊपर तैरने लगता है, जिससे आग फैलती है।
23. विद्युत उपकरणों में लगी आग बुझाने के लिए सबसे उपयुक्त अग्निशामक कौन सा है? उत्तर: कार्बन डाइऑक्साइड (CO2​)
24. CO2​ अग्निशामक के रूप में कैसे कार्य करता है? उत्तर: यह ऑक्सीजन की आपूर्ति काट देता है और ज्वलन ताप को कम करता है।
25. अग्निशमन (Fire Fighting) के लिए आमतौर पर CO2​ कहाँ से प्राप्त की जाती है? उत्तर: सोडियम बाइकार्बोनेट (Baking Soda) या Potassium Carbonate के साथ अम्ल की अभिक्रिया से।
26. जब आप आग बुझाते हैं, तो आप ‘अग्नि त्रिभुज’ के किस घटक को हटाते हैं? उत्तर: ईंधन (ईंधन हटाकर), ऑक्सीजन (हवा काटकर), या ऊष्मा (ठंडा करके)।
27. आग पर पानी डालने पर क्या होता है? उत्तर: पानी ठंडा होकर ज्वलन ताप को कम कर देता है।
28. CO2​ ऑक्सीजन की तुलना में कितनी भारी होती है? उत्तर: लगभग 1.5 गुना भारी
29. Petrol और Diesel किस प्रकार के ईंधन हैं? उत्तर: द्रव ईंधन (Liquid Fuels)
30. दहन के दौरान प्रकाश किस रूप में उत्पन्न होता है? उत्तर: ज्वाला (Flame) या Glow के रूप में

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🏭 पर्यावरण और प्रदूषण (Q. 31-40)

31. जीवाश्म ईंधन (Fossil Fuels) के जलने से किस गैस का उत्सर्जन ग्लोबल वार्मिंग का मुख्य कारण है? उत्तर: कार्बन डाइऑक्साइड (CO2​)
32. अम्लीय वर्षा (Acid Rain) के लिए मुख्य रूप से कौन से ऑक्साइड जिम्मेदार हैं? उत्तर: सल्फर डाइऑक्साइड (SO2​) और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO2​)
33. SO2​ और NO2​ वायुमंडल में किसके साथ मिलकर अम्ल बनाते हैं? उत्तर: जलवाष्प (Water Vapour) के साथ
34. जीवाश्म ईंधन के अपूर्ण दहन से निकलने वाली सबसे जहरीली गैस कौन सी है? उत्तर: कार्बन मोनोऑक्साइड (CO)
35. वाहनों में CNG के उपयोग से कौन सा प्रदूषण कम होता है? उत्तर: वायु प्रदूषण
36. कोयले के जलने से कौन सा प्रदूषणकारी तत्व वायु में आता है? उत्तर: राख (Ash) और सल्फर के यौगिक
37. हरित गृह प्रभाव (Greenhouse Effect) में CO2​ की क्या भूमिका होती है? उत्तर: यह पृथ्वी से निकलने वाली ऊष्मा (अवरक्त विकिरण) को अवशोषित करके रोक लेती है।
38. ‘स्वच्छ ईंधन’ (Clean Fuel) का सबसे अच्छा उदाहरण क्या है? उत्तर: हाइड्रोजन या CNG
39. वाहनों से निकलने वाला धुँआ किस प्रकार का प्रदूषण उत्पन्न करता है? उत्तर: वायु प्रदूषण और Smog (धुंध)
40. किस ईंधन का उपयोग परमाणु ऊर्जा (Nuclear Energy) संयंत्रों में किया जाता है? उत्तर: यूरेनियम (Uranium)

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🌟 विविध और परीक्षा विशिष्ट प्रश्न (Q. 41-50)

41. वह ईंधन जो ठोस, द्रव और गैस तीनों अवस्थाओं में पाया जाता है? उत्तर: पेट्रोलियम (Petroleum को विभिन्न उत्पादों में संसाधित किया जाता है)
42. कोयला और पेट्रोलियम किस प्रकार के ईंधन हैं? उत्तर: जीवाश्म ईंधन (Fossil Fuels)
43. दहन के बाद जो ठोस अवशेष बचता है, उसे क्या कहते हैं? उत्तर: राख (Ash)
44. जलने पर ज्वाला (Flame) के साथ जलने वाले पदार्थ कौन से होते हैं? उत्तर: वे पदार्थ जो दहन के दौरान वाष्पीकृत (Vaporize) होते हैं (जैसे मोम, LPG)
45. जलने पर ज्वाला के बिना, सिर्फ चमक (Glow) के साथ जलने वाले पदार्थ कौन से होते हैं? उत्तर: वे पदार्थ जो वाष्पीकृत नहीं होते हैं (जैसे कोयला, चारकोल)
46. दहन की प्रक्रिया का वैज्ञानिक नाम क्या है? उत्तर: ऑक्सीकरण (Oxidation)
47. Water Gas में CO और H2​ का अनुपात क्या होता है? उत्तर: लगभग 1:1
48. वह तापमान जिस पर कोई ज्वलनशील द्रव जलना शुरू करता है? उत्तर: फ्लैश प्वाइंट (Flash Point)
49. सौर ऊर्जा (Solar Energy) को जीवाश्म ईंधन की तुलना में क्यों बेहतर माना जाता है? उत्तर: यह अक्षय (Renewable) है और प्रदूषण रहित है।
50. CNG में मीथेन (CH4​) का प्रतिशत कितना होता है? उत्तर: 80−90 प्रतिशत तक

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