TET DSC Science Paper 2 Natural Resources సహజ వనరులు Notes and Practice Test

సహజ వనరులైన గాలి మరియు నీరు, వాటి భౌతిక ధర్మాలు, మరియు ద్రవ గతిశాస్త్రానికి సంబంధించిన వివిధ అంశాల వివరణాత్మక నోట్స్

1. నీరు (Water) - లక్షణాలు మరియు ధర్మాలు

 * నీటి స్థితులు (States of Water): నీరు ప్రకృతిలో మూడు స్థితులలో లభిస్తుంది:

   * ఘన స్థితి: మంచు (Ice) - ఉష్ణోగ్రత 0°C లేదా అంతకంటే తక్కువ ఉన్నప్పుడు.

   * ద్రవ స్థితి: నీరు (Water) - సాధారణ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద.

   * వాయు స్థితి: నీటి ఆవిరి (Water vapor) - 100°C వద్ద మరుగుతున్నప్పుడు.

 * నీటి వినియోగం (Water Usage): జీవుల మనుగడకే కాకుండా, వ్యవసాయం (సాగునీరు), పరిశ్రమలు (శీతలీకరణ, తయారీ), జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తి, మరియు గృహావసరాలకు నీరు అత్యంత ముఖ్యం.

 * నీటి కాఠిన్యం (Hardness of Water): నీటిలో కరిగి ఉన్న కాల్షియం (Ca), మెగ్నీషియం (Mg) బైకార్బోనేట్లు, క్లోరైడ్లు, సల్ఫేట్ల వల్ల నీటికి కాఠిన్యం వస్తుంది. కఠిన జలంలో సబ్బు సులభంగా నురగ ఇవ్వదు. దీనిని తాత్కాలిక కాఠిన్యం (వేడి చేయడం ద్వారా పోతుంది) మరియు శాశ్వత కాఠిన్యం (రసాయన ప్రక్రియల ద్వారా పోతుంది) అని రెండు రకాలుగా వర్గీకరిస్తారు.

 * నీటి కాలుష్యం (Water Pollution): పారిశ్రామిక వ్యర్థాలు, వ్యవసాయ రసాయనాలు (పురుగుమందులు), ప్లాస్టిక్ వ్యర్థాలు, మురుగునీరు చెరువులు మరియు నదులలో కలవడం వల్ల నీటి నాణ్యత దెబ్బతింటుంది.

 * నీటి పీడనం (Water Pressure): నీరు తన బరువు కారణంగా తన అడుగు భాగాన మరియు పాత్ర గోడల పక్కలకు కలిగించే ఒత్తిడిని నీటి పీడనం అంటారు. నీటి లోతు పెరిగే కొద్దీ పీడనం పెరుగుతుంది. అందుకే ఆనకట్టల (Dams) అడుగు భాగం చాలా వెడల్పుగా, బలంగా నిర్మిస్తారు.

2. గాలి (Air) - వాతావరణ పీడనం మరియు కాలుష్యం

 * గాలి పీడనం & వాతావరణ పీడనం (Air & Atmospheric Pressure): భూమి చుట్టూ ఉన్న గాలి పొరలను 'వాతావరణం' అంటారు. ఈ గాలి తన బరువు కారణంగా భూమి ఉపరితలంపై కలుగజేసే ఒత్తిడినే 'వాతావరణ పీడనం' అంటారు.

   * సముద్ర మట్టం వద్ద వాతావరణ పీడనం గరిష్టంగా ఉంటుంది.

   * ఎత్తుకు వెళ్లే కొద్దీ (కొండలు, పర్వతాలు ఎక్కుతున్నప్పుడు) గాలి సాంద్రత తగ్గి, పీడనం కూడా తగ్గుతుంది.

 * గాలి కాలుష్యం (Air Pollution): వాహనాలు, పరిశ్రమల నుండి వెలువడే కార్బన్ మోనాక్సైడ్ (CO), సల్ఫర్ డై ఆక్సైడ్ (SO2), నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లు మరియు ధూళి కణాలు వాతావరణంలో కలవడం వల్ల గాలి కలుషితం అవుతుంది. దీనివల్ల ఆమ్ల వర్షాలు, గ్లోబల్ వార్మింగ్, శ్వాసకోశ వ్యాధులు వస్తాయి.

3. ద్రవ గతిశాస్త్రం (Fluid Dynamics) మరియు భౌతిక ధర్మాలు

కదులుతున్న ద్రవాలు మరియు వాయువుల ప్రవర్తనను అధ్యయనం చేసే భౌతికశాస్త్ర విభాగాన్ని ద్రవ గతిశాస్త్రం అంటారు.

 * తలతన్యత (Surface Tension): ద్రవాల ఉపరితలం సాగదీసిన రబ్బరు పొరలా ప్రవర్తించి, సాధ్యమైనంత తక్కువ వైశాల్యాన్ని ఆక్రమించడానికి ప్రయత్నించే ధర్మాన్ని తలతన్యత అంటారు.

   * ఉదాహరణలు: నీటి బిందువులు గోళాకారంగా ఉండటం, దోమలు మరియు చిన్న కీటకాలు నీటిపై స్వేచ్ఛగా నడవగలగడం, మరియు సబ్బు బుడగలు ఏర్పడటం.

 * విశిష్ట గురుత్వం (Specific Gravity): ఒక పదార్థం యొక్క సాంద్రతకు, 4°C వద్ద నీటి సాంద్రతకు మధ్య గల నిష్పత్తిని విశిష్ట గురుత్వం లేదా సాపేక్ష సాంద్రత (Relative Density) అంటారు. ఇది ఒకే రకమైన రెండు రాశుల నిష్పత్తి కాబట్టి, దీనికి ప్రమాణాలు (Units) ఉండవు.

 * తేలే సూత్రాలు (Principles of Floatation): ఒక వస్తువు ద్రవంలో తేలాలంటే కింది నియమాలు వర్తిస్తాయి:

   * వస్తువు సాంద్రత, ఆ ద్రవ సాంద్రత కంటే తక్కువగా ఉండాలి.

   * తేలుతున్న వస్తువు బరువు, ఆ వస్తువు తొలగించిన ద్రవం బరువుకు (ఉత్ప్లావన బలానికి) సమానంగా ఉండాలి.

4. ముఖ్యమైన భౌతికశాస్త్ర సూత్రాలు

ఆర్కిమెడిస్ సూత్రం (Archimedes' Principle)

> ఏదైనా ఒక వస్తువును ద్రవంలో పూర్తిగా గానీ, పాక్షికంగా గానీ ముంచినప్పుడు, ఆ వస్తువు బరువులో తగ్గుదల కనిపిస్తుంది. ఈ కోల్పోయిన బరువు, ఆ వస్తువు తొలగించిన ద్రవం బరువుకు సమానం.

> దీనినే ఉత్ప్లావన బలం (Buoyancy) అంటారు. నీటి అడుగున ఉన్న రాయిని పైకి లాగుతున్నప్పుడు తేలికగా అనిపించడానికి కారణం ఇదే.

> 

పాస్కల్ నియమం (Pascal's Law)

> మూసివున్న పాత్రలో ఉన్న ద్రవం లేదా వాయువుపై ఏదైనా ఒక బిందువు వద్ద పీడనాన్ని ప్రయోగిస్తే, ఆ పీడనం ద్రవం అంతటా అన్ని దిశలలో సమానంగా బదిలీ అవుతుంది.

> ఉపయోగాలు: ఈ సూత్రం ఆధారంగానే హైడ్రాలిక్ బ్రేకులు, హైడ్రాలిక్ లిఫ్ట్‌లు, మరియు జేసీబీ (JCB) యంత్రాలు పనిచేస్తాయి. తక్కువ బలాన్ని ప్రయోగించి ఎక్కువ బరువును ఎత్తడానికి ఇది సహాయపడుతుంది.

> 

బెర్నౌలీ సూత్రం (Bernoulli's Principle)

> ప్రవహిస్తున్న ఏదైనా ద్రవం లేదా వాయువు యొక్క వేగం పెరిగితే, దాని పీడనం తగ్గుతుంది. వేగం తగ్గితే, పీడనం పెరుగుతుంది.

> ఉపయోగాలు:

> 

 * విమానం గాలిలోకి ఎగరడం: విమానం రెక్కల ఆకారం (Aerofoil) పైభాగంలో గాలి వేగం ఎక్కువగా, పీడనం తక్కువగా ఉంటుంది. రెక్కల కింది భాగంలో గాలి వేగం తక్కువగా, పీడనం ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఈ పీడనాల వ్యత్యాసం వల్ల విమానం పైకి లేస్తుంది.

 * పెర్ఫ్యూమ్ స్ప్రేయర్లు, అటామైజర్లు ఈ సూత్రం పైనే పనిచేస్తాయి.

 * వేగంగా వస్తున్న రైలు దగ్గర నిలబడితే, గాలి వేగం పెరిగి పీడనం తగ్గడం వల్ల మనం రైలు వైపుకు లాగబడతాము.

5. కొలత సాధనాలు (Measuring Instruments)

 * హైడ్రోమీటర్ (Hydrometer): ద్రవాల విశిష్ట సాంద్రతను (Specific Gravity) కొలవడానికి ఉపయోగించే పరికరం. ఇది ఆర్కిమెడిస్ తేలే సూత్రం ఆధారంగా పనిచేస్తుంది. పాలలో నీటి శాతాన్ని కొలిచే లాక్టోమీటర్ (Lactometer) కూడా ఒక రకమైన హైడ్రోమీటరే.

 * బారోమీటర్ (Barometer): వాతావరణ పీడనాన్ని కొలిచే సాధనం. దీనిని టారిసెల్లీ (Torricelli) కనుగొన్నాడు. సాధారణంగా ఇందులో పాదరసం (Mercury) వాడుతారు.

   * బారోమీటర్ రీడింగ్ అకస్మాత్తుగా పడిపోతే, అది తుఫాను రాకను సూచిస్తుంది.

   * రీడింగ్ నెమ్మదిగా పడిపోతే వర్షం పడుతుందని, నెమ్మదిగా పెరిగితే వాతావరణం ప్రశాంతంగా ఉంటుందని అర్థం.

Test