3.કોલસો અને પેટ્રોલિયમ

પ્રકરણ ૩ : કોલસો અને પેટ્રોલિયમ

(Coal and Petroleum) • ધોરણ ૮ વિજ્ઞાન • સંપૂર્ણ અભ્યાસસામગ્રી

✍️ સ્વાધ્યાય 💡 નોંધ 📖 વ્યાખ્યા ⚖️ તફાવત ✏️ ખાલી જગ્યા ❓ ટૂંકા પ્રશ્નો 📝 ટૂંક નોંધ 🔬 કારણો

✍️ સ્વાધ્યાય — તમામ પ્રશ્નોના જવાબ

૧. CNG અને LPG ને બળતણ તરીકે વાપરવામાં શું ફાયદો છે?

જવાબ:

• CNG (કમ્પ્રેસ્ડ નેચરલ ગૅસ) ઓછું પ્રદૂષણ કરે છે, તેથી તે વધુ સ્વચ્છ બળતણ છે.
• CNG ને પાઇપલાઇન દ્વારા સીધું ઘર કે કારખાના સુધી પહોંચાડી શકાય છે, જ્યાં તેનું સીધું દહન થઈ શકે છે.
• CNG નો ઉપયોગ વીજળી બનાવવા અને વાહનોમાં બળતણ તરીકે થાય છે.
• LPG (પ્રવાહીકૃત પેટ્રોલિયમ વાયુ) ઘર અને ઉદ્યોગો માટેનું બળતણ છે.

૨. રોડને સમતલ કરવા માટે વપરાતી પેટ્રોલિયમની પેદાશનું નામ જણાવો.

જવાબ: બિટુમીન. તેનો ઉપયોગ રંગો બનાવવા અને રોડ સમતલ કરવા (રોડ બનાવવા) માટે થાય છે.

૩. મૃત વનસ્પતિમાંથી કોલસો કઈ રીતે બને છે તે વર્ણવો. આ પ્રક્રિયાને કયા નામથી ઓળખવામાં આવે છે?

જવાબ:

• લગભગ ૩૦૦ મિલિયન વર્ષ પહેલાં પૃથ્વી પર નીચાણવાળા ભેજયુક્ત વિસ્તારોમાં ગીચ જંગલો હતાં.
• પૂર જેવી કુદરતી આફતોથી આ જંગલો જમીનની નીચે દટાઈ ગયાં અને તેમની ઉપર માટી જમા થઈ.
• તેઓ ઉપરની માટીના દબાણમાં આવ્યાં અને ઊંડે જવાથી તાપમાન પણ વધ્યું.
• ઊંચા દબાણ અને તાપમાનને લીધે મૃત વનસ્પતિ ધીરે-ધીરે કોલસામાં ફેરવાતી ગઈ.
• કોલસામાં મુખ્યત્વે કાર્બન હોય છે.

મૃત વનસ્પતિનું કોલસામાં ધીમું રૂપાંતર થવાની આ પ્રક્રિયાને કાર્બોનાઈઝેશન (carbonisation) કહે છે.

૪. ખાલી જગ્યા પૂરો

(a) અશ્મિ બળતણ કોલસો, પેટ્રોલિયમ અને કુદરતી વાયુ હોય છે.
(b) પેટ્રોલિયમમાંથી વિવિધ ઘટકોને અલગ કરવાની પ્રક્રિયાને શુદ્ધીકરણ (refining) કહે છે.
(c) CNG એ વાહન માટે સૌથી ઓછું પ્રદૂષણ કરતું બળતણ છે.

૫. ખરાં માટે T અને ખોટાં માટે F

(a) અશ્મિ બળતણને પ્રયોગશાળામાં બનાવી શકાય છે. → F (તેની બનાવટ અતિ ધીમી પ્રક્રિયા છે, તેની પરિસ્થિતિઓ પ્રયોગશાળામાં સર્જી શકાતી નથી.)
(b) CNG એ પેટ્રોલ કરતાં વધારે પ્રદૂષણ કરતું બળતણ છે. → F (CNG ઓછું પ્રદૂષણ કરે છે.)
(c) કોક કાર્બનનું લગભગ શુદ્ધ સ્વરૂપ છે. → T
(d) કોલટાર વિવિધ પદાર્થોનું મિશ્રણ છે. → T (લગભગ ૨૦૦ પદાર્થોનું મિશ્રણ)
(e) કેરોસીન અશ્મિ બળતણ નથી. → F (કેરોસીન પેટ્રોલિયમની પેદાશ છે, એટલે અશ્મિ બળતણ છે.)

૬. શા માટે અશ્મિ બળતણ એ પુનઃઅપ્રાપ્ય કુદરતી સંસાધન છે તે સમજાવો.

જવાબ: કોલસો, પેટ્રોલિયમ અને કુદરતી વાયુ મૃત સજીવોના અવશેષોમાંથી લાખો વર્ષોમાં બન્યા છે. તેમના ભંડારો મર્યાદિત છે અને માનવપ્રવૃત્તિથી ખૂટી જાય છે. તેમનાં જાણીતાં સંગ્રહસ્થાનો ફક્ત થોડી સદીઓ સુધી ચાલે તેવાં છે. તેમને પ્રયોગશાળામાં પણ બનાવી શકાતાં નથી. તેથી તે પુનઃઅપ્રાપ્ય (Exhaustible) સંસાધન છે અને આપણે તેનો વિવેકપૂર્ણ ઉપયોગ કરવો જોઈએ.

૭. કોકની લાક્ષણિકતાઓ અને ઉપયોગો વર્ણવો.

લાક્ષણિકતાઓ: કોક સખત, છિદ્રાળુ અને કાળા રંગનો પદાર્થ છે. તે કાર્બનનું લગભગ સંપૂર્ણ શુદ્ધ સ્વરૂપ છે. તે કોલસામાંથી મળતી પેદાશ છે.
ઉપયોગો: (૧) સ્ટીલના ઉત્પાદનમાં (૨) ઘણી ધાતુઓના નિષ્કર્ષણમાં.

૮. પેટ્રોલિયમની બનાવટ પ્રક્રિયા સમજાવો.

• પેટ્રોલિયમ સમુદ્રમાં રહેતા સજીવો દ્વારા બન્યું છે.
• આ સજીવો મૃત્યુ પામતાં તેમનાં મૃતદેહો સમુદ્રના તળિયે બેસી ગયા અને રેતી તથા માટીના સ્તરોથી ઢંકાતા ગયા.
• લાખો વર્ષ પછી, હવાની ગેરહાજરીમાં તથા ઊંચા તાપમાન અને દબાણને લીધે આ મૃતજીવો પેટ્રોલિયમ અને કુદરતી વાયુમાં ફેરવાયા.
• પેટ્રોલિયમ અને વાયુ પાણી કરતાં હલકા છે અને પાણીમાં ભળતા નથી, તેથી ખડકોમાં નીચે પાણી, તેની ઉપર તેલ અને સૌથી ઉપર વાયુનું સ્તર હોય છે. ઉપર અપ્રવેશ્ય ખડક તેને રોકી રાખે છે.
• કૂવો ખોદીને તેને બહાર કાઢવામાં આવે છે.

૯. ભારતની ૧૯૯૧–૧૯૯૭ ની ઊર્જા તંગીનો આલેખ (Y-અક્ષ: તંગી %, X-અક્ષ: વર્ષ)

જવાબ: નીચે દંડ-આલેખ (Bar graph) છે.

7.9

7.8

8.3

7.4

7.1

9.2

11.5

૧૯૯૧૧૯૯૨૧૯૯૩૧૯૯૪૧૯૯૫૧૯૯૬૧૯૯૭

સૌથી વધુ તંગી ૧૯૯૭ (૧૧.૫%) માં અને સૌથી ઓછી તંગી ૧૯૯૫ (૭.૧%) માં હતી. આલેખ દોરતી વખતે Y-અક્ષ પર ૧ સેમી = ૨% જેવો માપ લઈ શકાય.

💡 અગત્યની નોંધ (સરળ ભાષામાં)

• કુદરતી સંસાધનો: હવા, પાણી, જમીન, ખનીજો વગેરે કુદરતમાંથી મળે છે.
• પુનઃપ્રાપ્ય (અમર્યાદિત): ખૂટતાં નથી. ઉદા. સૂર્યપ્રકાશ, હવા.
• પુનઃઅપ્રાપ્ય (મર્યાદિત): વપરાશથી ખૂટી જાય. ઉદા. જંગલો, વન્યજીવો, ખનીજો, કોલસો, પેટ્રોલિયમ, કુદરતી વાયુ.
• અશ્મિ બળતણ: કોલસો, પેટ્રોલિયમ અને કુદરતી વાયુ મૃત સજીવોના અવશેષોમાંથી લાખો વર્ષે બન્યા છે.
• કોલસાની પેદાશો: કોક, કોલટાર અને કોલગૅસ.
• પેટ્રોલિયમની પેદાશો: LPG, પેટ્રોલ, કેરોસીન, ડીઝલ, ઊંજણ તેલ, પેરાફિન મીણ, બિટુમીન.
• કુદરતી વાયુ: CNG તરીકે સંગ્રહ થાય છે, પાઇપલાઇનથી વહન સરળ છે, ઓછું પ્રદૂષણ કરે છે.
• બચાવ (PCRA): એકધારી મધ્યમ ગતિએ વાહન ચલાવો, સિગ્નલ પર એન્જિન બંધ કરો, ટાયરમાં યોગ્ય દબાણ રાખો, નિયમિત જાળવણી કરો.

📖 અગત્યની વ્યાખ્યાઓ

૧. કુદરતી સંસાધનો: હવા, પાણી, જમીન અને ખનીજો જેવાં કુદરતમાંથી મળતાં સંસાધનોને કુદરતી સંસાધનો કહે છે.

૨. પુનઃપ્રાપ્ય સંસાધનો: કુદરતમાં અમર્યાદિત જથ્થામાં હોય અને માનવપ્રવૃત્તિથી ખૂટી ન જાય તેવાં સંસાધનો. ઉદા. સૂર્યપ્રકાશ, હવા.

૩. પુનઃઅપ્રાપ્ય સંસાધનો: જેનું પ્રમાણ કુદરતમાં મર્યાદિત હોય અને માનવપ્રવૃત્તિથી ખૂટી જાય તેવાં સંસાધનો. ઉદા. કોલસો, પેટ્રોલિયમ.

૪. અશ્મિ બળતણ: સજીવોના મૃતદેહોના અવશેષો (અશ્મિ)માંથી બનેલાં બળતણ. ઉદા. કોલસો, પેટ્રોલિયમ, કુદરતી વાયુ.

૫. કાર્બોનાઈઝેશન: મૃત વનસ્પતિનું કોલસામાં ધીમું રૂપાંતર થવાની પ્રક્રિયા.

૬. કોક: કોલસામાંથી મળતો સખત, છિદ્રાળુ, કાળા રંગનો અને લગભગ શુદ્ધ કાર્બન ધરાવતો પદાર્થ.

૭. કોલટાર: કાળું, ઘટ્ટ, અણગમતી વાસવાળું પ્રવાહી, જે લગભગ ૨૦૦ પદાર્થોનું મિશ્રણ છે.

૮. કોલગૅસ: કોલસામાંથી કોક બનાવવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન મળતો વાયુ.

૯. પેટ્રોલિયમ: પૃથ્વીના પેટાળમાંથી મળતું ઘેરું તેલી પ્રવાહી, જે અણગમતી વાસ ધરાવે છે અને ઘણા ઘટકોનું મિશ્રણ છે.

૧૦. શુદ્ધીકરણ (Refining): પેટ્રોલિયમના વિવિધ ઘટકોને અલગ કરવાની પ્રક્રિયા, જે પેટ્રોલિયમ રિફાઈનરીમાં થાય છે.

૧૧. CNG: ઊંચા દબાણ હેઠળ સંકોચિત કરેલો કુદરતી વાયુ (Compressed Natural Gas).

૧૨. પેટ્રોકેમિકલ્સ: પેટ્રોલિયમ અને કુદરતી વાયુમાંથી મેળવાતા ઉપયોગી પદાર્થો, જેમાંથી ડિટર્જન્ટ, રેસા અને પ્લાસ્ટિક બને છે.

⚖️ મહત્ત્વના તફાવતો

પુનઃપ્રાપ્ય સંસાધનો	પુનઃઅપ્રાપ્ય સંસાધનો
કુદરતમાં અમર્યાદિત જથ્થામાં હોય છે.	કુદરતમાં મર્યાદિત પ્રમાણમાં હોય છે.
માનવપ્રવૃત્તિથી ખૂટી જતાં નથી.	માનવપ્રવૃત્તિથી ખૂટી જાય છે.
ઉદા. સૂર્યપ્રકાશ, હવા	ઉદા. જંગલો, ખનીજો, કોલસો, પેટ્રોલિયમ

કોલટાર	બિટુમીન
કોલસામાંથી મળતી પેદાશ છે.	પેટ્રોલિયમમાંથી મળતી પેદાશ છે.
કાળું, ઘટ્ટ, અણગમતી વાસવાળું પ્રવાહી; ૨૦૦ પદાર્થોનું મિશ્રણ.	રંગો બનાવવા તથા રોડ સમતલ કરવામાં વપરાય છે.
રંગો, દવાઓ, વિસ્ફોટકો, પ્લાસ્ટિક, ડામરની (નેપ્થેલિન) ગોળી બનાવવામાં વપરાય.	આજકાલ કોલટારને બદલે રોડ બનાવવા વપરાય છે.

કોલસો	પેટ્રોલિયમ
મૃત વનસ્પતિમાંથી બને છે.	સમુદ્રના મૃત સજીવોમાંથી બને છે.
બનવાની પ્રક્રિયાને કાર્બોનાઈઝેશન કહે છે.	તેના ઘટકો શુદ્ધીકરણથી અલગ કરાય છે.
ખાણમાંથી મળે છે.	કૂવો ખોદીને મેળવાય છે.

CNG	LPG
કુદરતી વાયુને ઊંચા દબાણે સંકોચિત કરીને બને છે.	પેટ્રોલિયમનો એક ઘટક (પ્રવાહીકૃત પેટ્રોલિયમ વાયુ) છે.
પાઇપલાઇનથી સીધું પહોંચાડી શકાય છે; વાહનો અને વીજળી ઉત્પાદનમાં વપરાય.	ઘર અને ઉદ્યોગો માટે બળતણ તરીકે વપરાય છે.

✏️ ખાલી જગ્યાઓ (જવાબ સાથે)

1. અશ્મિ બળતણ કોલસો, પેટ્રોલિયમ અને ______ છે. → કુદરતી વાયુ
2. મૃત વનસ્પતિમાંથી કોલસો બનવાની પ્રક્રિયાને ______ કહે છે. → કાર્બોનાઈઝેશન
3. કોક કાર્બનનું લગભગ ______ સ્વરૂપ છે. → શુદ્ધ
4. પેટ્રોલિયમના ઘટકો અલગ કરવાની પ્રક્રિયાને ______ કહે છે. → શુદ્ધીકરણ
5. વાહન માટે સૌથી ઓછું પ્રદૂષણ કરતું બળતણ ______ છે. → CNG
6. પેટ્રોલિયમને ______ સોનું કહે છે. → કાળું
7. રોડ સમતલ કરવા માટે ______ વપરાય છે. → બિટુમીન
8. કોલસો લગભગ ______ મિલિયન વર્ષ પહેલાંના જંગલોમાંથી બન્યો. → ૩૦૦
9. પેટ્રોલિયમનો પ્રથમ કૂવો ______ માં અમેરિકામાં ખોદાયો. → ૧૮૫૯
10. કોલસો હવામાં બળે ત્યારે મુખ્યત્વે ______ વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે. → કાર્બન ડાયોક્સાઇડ
11. કોલગૅસનો પ્રથમ ઉપયોગ ______ માં લંડનમાં રસ્તા પરની લાઇટ માટે થયો. → ૧૮૧૦
12. યુરિયા ખાતર બનાવવા કુદરતી વાયુમાંથી મળતો ______ વાયુ વપરાય છે. → હાઇડ્રોજન

❓ ટૂંકા પ્રશ્નો (જવાબ સાથે)

1. રેલવે એન્જિન શરૂઆતમાં કયા બળતણથી ચાલતાં? → કોલસો
2. તાપીય વિદ્યુતમથકમાં કોલસાનો શો ઉપયોગ થાય છે? → વિદ્યુત ઉત્પન્ન કરવા
3. કોકનો ઉપયોગ શામાં થાય છે? → સ્ટીલ બનાવવામાં અને ધાતુઓના નિષ્કર્ષણમાં
4. નેપ્થેલિનની ગોળી શેમાંથી બને છે? → કોલટારમાંથી
5. પેટ્રોલિયમ શબ્દ કયા બે શબ્દોથી બન્યો છે? → પેટ્રા (ખડક) અને ઓલિયમ (તેલ)
6. ભારતમાં પેટ્રોલિયમ પ્રથમ ક્યાં કાઢવામાં આવ્યું (૧૮૬૭)? → આસામના માકુમમાં
7. પેટ્રોલિયમ કાળું સોનું કેમ કહેવાય? → બહોળા વ્યાપારિક મહત્ત્વને લીધે
8. કેરોસીનનો ઉપયોગ કયાં થાય છે? → સ્ટવ, દીવા અને જેટ પ્લેનમાં
9. ડીઝલનો ઉપયોગ શામાં થાય છે? → ભારે વાહનો અને ઇલેક્ટ્રિક જનરેટરમાં
10. પેરાફિન મીણમાંથી શું બને છે? → મલમ, મીણ, વેસેલિન
11. ઊંજણ તેલનો ઉપયોગ શા માટે થાય છે? → ઊંજવા માટે
12. પેટ્રોકેમિકલ્સમાંથી શું બને છે? → ડિટર્જન્ટ, રેસા (પોલિએસ્ટર, નાયલોન), પોલિથીન અને પ્લાસ્ટિક
13. ગુજરાતમાં કુદરતી વાયુની પાઇપલાઇન (નેટવર્ક) ક્યાં છે? → વડોદરામાં
14. ભારતમાં કુદરતી વાયુ ક્યાં મળે છે? → ત્રિપુરા, રાજસ્થાન, મહારાષ્ટ્ર અને કૃષ્ણા-ગોદાવરી નદીના મુખત્રિકોણ પ્રદેશમાં
15. ભારતમાં પેટ્રોલિયમ ક્યાંથી મળે છે? → આસામ, ગુજરાત, બોમ્બે હાઈ અને ગોદાવરી-કૃષ્ણા નદીઓના તટપ્રદેશમાંથી
16. PCRA નું પૂરું નામ શું છે? → ધ પેટ્રોલિયમ કન્ઝર્વેશન એન્ડ રિસર્ચ એસોસિએશન

📝 ટૂંક નોંધ

કોલસો: રસોઈ માટે બળતણ, રેલવે એન્જિન માટે વરાળ, તાપીય વિદ્યુતમથકમાં વીજળી અને ઉદ્યોગોમાં બળતણ તરીકે વપરાય છે. તેને બાળતાં મુખ્યત્વે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ વાયુ બને છે. તેમાંથી કોક, કોલટાર અને કોલગૅસ મળે છે.

પેટ્રોલિયમ: ખડકોની વચ્ચેથી કૂવા ખોદીને કાઢવામાં આવે છે. રિફાઈનરીમાં શુદ્ધીકરણ કરતાં LPG, પેટ્રોલ, કેરોસીન, ડીઝલ, ઊંજણ તેલ, પેરાફિન મીણ અને બિટુમીન મળે છે.

કુદરતી વાયુ: CNG તરીકે સંગ્રહ થાય છે. તે વીજળી ઉત્પાદન, વાહનો અને ખાતર-રસાયણોના ઉત્પાદનમાં વપરાય છે અને ઓછું પ્રદૂષણ કરે છે.

બળતણની બચત: અશ્મિ બળતણ મર્યાદિત છે અને તેના દહનથી હવા-પ્રદૂષણ તથા ગ્લોબલ વોર્મિંગ થાય છે. તેથી તેનો ઉપયોગ જરૂર હોય ત્યારે જ કરવો જોઈએ.

🔬 વૈજ્ઞાનિક કારણો

૧. CNG ને સ્વચ્છ બળતણ કહેવાય છે, શા માટે?
કારણ કે તે ઓછું પ્રદૂષણ કરે છે અને તેને પાઇપલાઇનથી સીધું દહન માટે પહોંચાડી શકાય છે.

૨. અશ્મિ બળતણ પુનઃઅપ્રાપ્ય છે, શા માટે?
તે બનતાં લાખો વર્ષો લાગે છે, જ્યારે ભંડારો થોડી સદીઓમાં ખૂટી જાય તેવા છે.

૩. કોલસો અને પેટ્રોલિયમ પ્રયોગશાળામાં બનાવી શકાતા નથી, શા માટે?
તેમની બનાવટ અતિ ધીમી પ્રક્રિયા છે અને તેની પરિસ્થિતિઓનું નિર્માણ પ્રયોગશાળામાં થઈ શકતું નથી.

૪. ખડકોમાં પેટ્રોલિયમ અને વાયુનું સ્તર પાણીની ઉપર હોય છે, શા માટે?
કારણ કે પેટ્રોલિયમ અને વાયુ પાણી કરતાં હલકાં છે અને પાણી સાથે મિશ્ર થતાં નથી.

૫. અશ્મિ બળતણનો ઉપયોગ જરૂર હોય ત્યારે જ કરવો જોઈએ, શા માટે?
તેના દહનથી હવા-પ્રદૂષણ થાય છે અને ગ્લોબલ વોર્મિંગ વધે છે. બચત કરવાથી પર્યાવરણ સારું રહે છે અને ભંડાર લાંબા સમય સુધી ચાલે છે.

૬. પેટ્રોલિયમને કાળું સોનું કેમ કહે છે?
તેમાંથી ઘણા ઉપયોગી પદાર્થો મળે છે, જેનું બહોળું વ્યાપારિક મહત્ત્વ છે.

જયેશ ચૌધરી