What is a Good Source of Energy Questions in Gujarati

(C) ઉર્જાનો સારો સ્ત્રોત નીચેના માપદંડો પૂર્ણ કરે છે:
$(I)$ તે એકમ દળ દીઠ પુષ્કળ ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરે છે.
$(II)$ તે એકમ દળ દીઠ ખૂબ મોટું કાર્ય કરે છે.
$(III)$ તે સરળતાથી ઉપલબ્ધ હોય છે.
$(IV)$ તેનો સંગ્રહ અને પરિવહન સરળ હોય છે.
$(V)$ તે આર્થિક રીતે સસ્તો (કિફાયતી) હોય છે.
$(VI)$ તે ખૂબ ઓછો ધુમાડો ઉત્પન્ન કરે છે.

(B) સારા બળતણને નીચેના મુખ્ય લક્ષણો દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે:
$1$. તેનું કેલરીફિક મૂલ્ય ઊંચું હોવું જોઈએ,એટલે કે તે સળગતી વખતે મોટી માત્રામાં ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે.
$2$. તે સરળતાથી ઉપલબ્ધ અને સસ્તું હોવું જોઈએ.
$3$. તેનો સંગ્રહ અને પરિવહન સરળ હોવું જોઈએ.
$4$. તે સ્વચ્છ રીતે સળગવું જોઈએ,જેથી નહિવત ધુમાડો અથવા હાનિકારક વાયુઓ ઉત્પન્ન થાય.
$5$. તેનું જ્વલન તાપમાન મધ્યમ હોવું જોઈએ,જેથી તેને હેન્ડલ કરવું સુરક્ષિત રહે.

(C) ખોરાકને ગરમ કરવા અને રાંધવા માટે કુદરતી ગેસ (Natural gas) એ પસંદગીનો ઉર્જા સ્ત્રોત છે કારણ કે તે ઉર્જાનો એક સ્વચ્છ સ્ત્રોત છે.
તેના દહનથી મોટા પ્રમાણમાં ધુમાડો કે પ્રદૂષકો ઉત્પન્ન થતા નથી.
જોકે તે અત્યંત જ્વલનશીલ છે,પરંતુ તેનો ઉપયોગ કરવો અનુકૂળ છે,પાઇપલાઇન દ્વારા તેનું પરિવહન સરળ છે અને તે સળગતી વખતે મોટી માત્રામાં ઉષ્મા ઉર્જા મુક્ત કરે છે,જે તેને અત્યંત કાર્યક્ષમ બનાવે છે.

(B) અશ્મિભૂત ઇંધણ,જેનો ઉપયોગ માનવીઓ પરંપરાગત રીતે ઉર્જાના સ્ત્રોત તરીકે કરતા આવ્યા છે,તે ઉર્જાના પુનઃઅપ્રાપ્ય સ્ત્રોતો છે.
ઉર્જાના આ સ્ત્રોતો મર્યાદિત છે અને તે પોતાની મેળે ફરીથી ઉત્પન્ન થઈ શકતા નથી.
તેનો વપરાશ ખૂબ જ મોટા દરે થઈ રહ્યો છે.
જો વપરાશનો આ દર ચાલુ રહેશે,તો પૃથ્વી પરથી અશ્મિભૂત ઇંધણ ખતમ થઈ જશે.
તેથી,આપણે આ ઉર્જા સ્ત્રોતોનું સંરક્ષણ કરવું પડશે અને ઉર્જાના વૈકલ્પિક સ્ત્રોતો શોધવા પડશે.

(A) હા,હાઇડ્રોજનને $CNG$ કરતા વધુ સ્વચ્છ બળતણ માનવામાં આવે છે.
$CNG$ (કોમ્પ્રેસ્ડ નેચરલ ગેસ) હાઇડ્રોકાર્બનનું બનેલું છે,જેમાં કાર્બન હોય છે.
જ્યારે $CNG$ સળગે છે,ત્યારે તે વાતાવરણમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને અન્ય ગ્રીનહાઉસ વાયુઓ જેવા કાર્બન-આધારિત પ્રદૂષકો મુક્ત કરે છે.
તેની સરખામણીમાં,હાઇડ્રોજનના દહનથી આડપેદાશ તરીકે માત્ર પાણી $(H_2O)$ ઉત્પન્ન થાય છે.
હાઇડ્રોજનના દહનથી કાર્બન-આધારિત પ્રદૂષકો કે હાનિકારક ઉત્સર્જન ઉત્પન્ન થતું ન હોવાથી,તે $CNG$ કરતા પર્યાવરણની દ્રષ્ટિએ વધુ સ્વચ્છ છે.

(C) સોલર વોટર હીટર પાણી ગરમ કરવા માટે સૌર ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે.
તેને યોગ્ય રીતે કાર્ય કરવા માટે તેજસ્વી અને તીવ્ર સૂર્યપ્રકાશની જરૂર હોય છે.
વાદળછાયા દિવસે,સૂર્યપ્રકાશ વાદળો દ્વારા અવરોધાય છે અને સોલર કલેક્ટર સુધી અસરકારક રીતે પહોંચી શકતો નથી.
તેથી,સોલર હીટરને કામ કરવા માટે પૂરતી સૌર ઊર્જા મળતી નથી.
આથી,વાદળછાયા દિવસે સોલર વોટર હીટરનો ઉપયોગ ગરમ પાણી મેળવવા માટે કરી શકાતો નથી.

(D) બાયો-માસ એ ઉર્જાનો એક સ્ત્રોત છે જે વનસ્પતિ સામગ્રી અને પ્રાણીઓના કચરામાંથી મેળવવામાં આવે છે.
પરમાણુ ઉર્જા એ પરમાણુ વિખંડન અને સંલયન પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન મુક્ત થાય છે.
પરમાણુ વિખંડનમાં,યુરેનિયમના પરમાણુ પર ઓછી ઉર્જા ધરાવતા ન્યુટ્રોનનો મારો ચલાવવામાં આવે છે,જેના કારણે તે બે પ્રમાણમાં હળવા ન્યુક્લિયસમાં વિભાજિત થાય છે,જેમાંથી પુષ્કળ પ્રમાણમાં ઉર્જા મુક્ત થાય છે.
પરમાણુ સંલયનમાં,હળવા ન્યુક્લિયસને જોડીને પ્રમાણમાં ભારે ન્યુક્લિયસ બનાવવામાં આવે છે,જેમાંથી પણ પ્રચંડ ઉર્જા ઉત્પન્ન થાય છે.
તેથી,પરમાણુ ઉર્જા એ બાયો-માસ ઉર્જા સ્ત્રોતનું ઉદાહરણ નથી.
લાકડું એ વનસ્પતિ સામગ્રી છે,ગોબર ગેસ પ્રાણીઓના છાણમાંથી બને છે,અને કોલસો એ વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓના દટાયેલા અવશેષોમાંથી મેળવવામાં આવતું અશ્મિભૂત બળતણ છે; તેથી,આ બધા બાયો-માસ ઉત્પાદનો છે.

(A) પરમાણુ ઉર્જા એ પરમાણુ વિખંડન અને સંલયન દરમિયાન મુક્ત થાય છે. પરમાણુ વિખંડનમાં,યુરેનિયમના પરમાણુ પર ઓછા ઉર્જાવાળા ન્યુટ્રોનનો મારો ચલાવવામાં આવે છે,જેનાથી તે બે પ્રમાણમાં હળવા ન્યુક્લિયસમાં વિભાજિત થાય છે અને વિશાળ માત્રામાં ઉર્જા મુક્ત કરે છે.
પરમાણુ સંલયનમાં,હળવા ન્યુક્લિયસને જોડીને ભારે ન્યુક્લિયસ બનાવવામાં આવે છે,જેમાંથી પણ પુષ્કળ ઉર્જા ઉત્પન્ન થાય છે.
આ પ્રતિક્રિયાઓ સૂર્યપ્રકાશની હાજરી કે ગેરહાજરી પર આધારિત નથી.
ભૂ-તાપીય ઉર્જા,પવન ઉર્જા અને બાયો-માસ એ તમામ અંતે સૌર ઉર્જામાંથી મેળવવામાં આવે છે.
ભૂ-તાપીય ઉર્જા પૃથ્વીના પોપડામાં ગરમીના સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત હોય છે,જે વાતાવરણ અને મહાસાગરોના સૌર ગરમી દ્વારા થતા ગરમ થવા સાથે સંબંધિત છે.
પવન ઉર્જા સૂર્ય દ્વારા પૃથ્વીની સપાટીના અસમાન ગરમ થવાને કારણે ઉત્પન્ન થાય છે.
બાયો-માસ એ વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓના કચરામાંથી મેળવવામાં આવે છે,જે પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા વિકસે છે,જે સીધી રીતે સૂર્યપ્રકાશ પર આધારિત પ્રક્રિયા છે.

(A) જે ઉર્જા સ્ત્રોત કુદરતમાં ફરીથી ઉત્પન્ન થઈ શકે છે તેને પુનઃપ્રાપ્ય ઉર્જા સ્ત્રોત કહેવાય છે. સૂર્ય,પવન,વહેતું પાણી અને બાયોમાસ એ પુનઃપ્રાપ્ય ઉર્જા સ્ત્રોતોના કેટલાક ઉદાહરણો છે.
જે ઉર્જા સ્ત્રોત કુદરતમાં ફરીથી ઉત્પન્ન થઈ શકતા નથી તેને પુનઃઅપ્રાપ્ય ઉર્જા સ્ત્રોત કહેવાય છે. કોલસો,પેટ્રોલિયમ અને કુદરતી ગેસ એ પુનઃઅપ્રાપ્ય ઉર્જા સ્ત્રોતોના ઉદાહરણો છે.
$(b)$ ખૂટી જાય તેવા સ્ત્રોતો એવા ઉર્જા સ્ત્રોતો છે જે થોડા સો વર્ષો પછી ખતમ થઈ જશે. કોલસો અને પેટ્રોલિયમ એ ખૂટી જાય તેવા ઉર્જા સ્ત્રોતો છે.
ન ખૂટે તેવા ઉર્જા સ્ત્રોતો એવા સ્ત્રોતો છે જે ભવિષ્યમાં ક્યારેય ખૂટશે નહીં. આ સ્ત્રોતો અમર્યાદિત છે. સૌર ઉર્જા અને પવન ઉર્જા એ ન ખૂટે તેવા ઉર્જા સ્ત્રોતોના ઉદાહરણો છે.
હા,$(a)$ અને $(b)$ માં આપેલા વર્ગીકરણો મૂળભૂત રીતે સમાન છે.

(N/A) ઉર્જાના આદર્શ સ્ત્રોતમાં નીચે મુજબના ગુણો હોવા જોઈએ:
$I.$ તે સસ્તું અને સરળતાથી ઉપલબ્ધ હોવું જોઈએ.
$II.$ તેનો સંગ્રહ અને પરિવહન સરળ હોવું જોઈએ.
$III.$ તે એકમ દળ કે કદ દીઠ વધુ માત્રામાં કાર્ય કરવા સક્ષમ હોવું જોઈએ.
$IV.$ તેનો ઉપયોગ અને હેન્ડલિંગ સુરક્ષિત હોવું જોઈએ.
$V.$ તે ધુમાડા રહિત હોવું જોઈએ અને ન્યૂનતમ પ્રદૂષણ ફેલાવતું હોવું જોઈએ.

(A) $\text{સૂર્ય}$ એ પૃથ્વી પરના લગભગ તમામ જીવંત સ્વરૂપો માટે ઊર્જાનો અંતિમ સ્ત્રોત છે.
વનસ્પતિઓ પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા સૌર ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને રાસાયણિક ઊર્જા (ખોરાક) બનાવે છે.
આ ઊર્જા ત્યારબાદ આહાર શૃંખલા દ્વારા અન્ય સજીવોમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
વધુમાં, કોલસો અને પેટ્રોલિયમ જેવા અશ્મિભૂત બળતણ એ મૂળભૂત રીતે પ્રાચીન વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓમાં સંગ્રહિત સૌર ઊર્જા જ છે.
તેથી, $\text{સૂર્ય}$ ને ઊર્જાનો પ્રાથમિક અને અંતિમ સ્ત્રોત માનવામાં આવે છે.

(B) સૌર ઉર્જાને ઉર્જાનું સૌથી સ્વચ્છ સ્વરૂપ માનવામાં આવે છે કારણ કે તે એક પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોત છે જે તેના મેળવવાની અને ઉપયોગ કરવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન ગ્રીનહાઉસ વાયુઓ અથવા પ્રદૂષકોનું ઉત્સર્જન કરતું નથી.
પરમાણુ ઉર્જા,જોકે કાર્બન ઉત્સર્જનમાં ઓછી છે,તે કિરણોત્સર્ગી કચરો ઉત્પન્ન કરે છે જેનું સંચાલન કરવું મુશ્કેલ છે.
તાપીય ઉર્જા (સામાન્ય રીતે અશ્મિભૂત ઇંધણમાંથી) મોટા પ્રમાણમાં $CO_2$ અને અન્ય પ્રદૂષકો મુક્ત કરે છે.
ભૂતાપીય ઉર્જા અશ્મિભૂત ઇંધણ કરતા સ્વચ્છ છે પરંતુ તે ભૂગર્ભ જળાશયોમાંથી હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ જેવા વાયુઓની થોડી માત્રા મુક્ત કરી શકે છે.

(A) સોલર કૂકરની કાચની શીટ ગ્રીનહાઉસ અસર માટે જવાબદાર છે.
જ્યારે સૂર્યના કિરણો (ટૂંકી તરંગલંબાઇ ધરાવતા ઇન્ફ્રારેડ કિરણો) કાચની શીટમાંથી બોક્સમાં પ્રવેશે છે,ત્યારે તે બોક્સની અંદરના કાળા રંગના પડ દ્વારા શોષાય છે.
ત્યારબાદ આ અંદરનો ભાગ લાંબી તરંગલંબાઇ ધરાવતા ઇન્ફ્રારેડ કિરણો (ઉષ્મા) ઉત્સર્જિત કરે છે.
કાચની શીટ આ ગરમીને બોક્સની બહાર નીકળતી અટકાવે છે,તેને અંદર જ જકડી રાખે છે અને પરિણામે તાપમાનમાં વધારો થાય છે,જે ગ્રીનહાઉસ અસરનો સિદ્ધાંત છે.

(C) પવનચક્કી દ્વારા ઉત્પન્ન થતો પાવર પવનના વેગના ઘન $(P \propto v^3)$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
જેમ પવનની ગતિ વધે છે,તેમ પાંખિયા પર અથડાતી હવાની ગતિજ ઊર્જામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે,જેના પરિણામે પાવર આઉટપુટ વધે છે.
જોકે પાંખિયાનું ક્ષેત્રફળ અને હવાની ઘનતા જેવા અન્ય પરિબળો પણ ભૂમિકા ભજવે છે,પરંતુ પવનચક્કીના પાવર આઉટપુટને નિર્ધારિત કરવામાં પવનનો વેગ સૌથી મહત્વપૂર્ણ ચલ છે.

(A) હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાન્ટમાં,ઊંચાઈ પર સંગ્રહિત પાણીની સ્થિતિ ઊર્જા જ્યારે તે નીચે પડે છે ત્યારે ગતિ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
ગુરુત્વાકર્ષણીય સ્થિતિ ઊર્જાના સૂત્ર $PE = mgh$ મુજબ,જ્યાં $m$ એ પાણીનું દળ છે,$g$ એ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ છે અને $h$ એ ઊંચાઈ છે.
જેમ ઊંચાઈ $h$ વધે છે,તેમ પાણીની સ્થિતિ ઊર્જા વધે છે.
જ્યારે આ પાણી નીચે પડે છે,ત્યારે આ વધારે સ્થિતિ ઊર્જા વધુ માત્રામાં ગતિ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે,જે ટર્બાઇનને વધુ કાર્યક્ષમ રીતે ફેરવે છે અને વધુ વિદ્યુત પાવર ઉત્પન્ન કરે છે.

(N/A) $1$. સમતલ અરીસો પરાવર્તક તરીકે કાર્ય કરે છે જે સૂર્યપ્રકાશને સોલર કૂકરના બોક્સમાં પરાવર્તિત કરે છે,જેનાથી તેના પર પડતા સૌર વિકિરણની તીવ્રતા વધે છે.
$2$. કાચની શીટ ટૂંકી તરંગલંબાઇ ધરાવતા સૌર વિકિરણોને બોક્સની અંદર પ્રવેશવા દે છે,પરંતુ લાંબી તરંગલંબાઇ ધરાવતા ઇન્ફ્રારેડ વિકિરણો (ઉષ્મા) ને બહાર નીકળતા અટકાવે છે,જેથી ગરમી અંદર જકડાઈ રહે છે. આ ઘટનાને ગ્રીનહાઉસ અસર કહેવામાં આવે છે,જે કૂકરની અંદરનું તાપમાન વધારવામાં મદદ કરે છે.

(N/A) બાયોમાસ એટલે વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થતો કાર્બનિક પદાર્થ,જેમ કે ખેતીનો કચરો,લાકડું,છાણ અને ગટરનું પાણી. તે ઊર્જાનો પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોત છે.
બાયોમાસમાંથી જૈવ-ઊર્જા મેળવવા માટે તેને બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં,બાયોમાસ (જેમ કે છાણ અને વનસ્પતિનો કચરો) ને પાણી સાથે મિશ્ર કરીને સ્લરી બનાવવામાં આવે છે અને તેને ડાયજેસ્ટર ટાંકીમાં નાખવામાં આવે છે. ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં (અજારક સ્થિતિમાં),સૂક્ષ્મજીવો કાર્બનિક પદાર્થોનું વિઘટન કરે છે,જેનાથી બાયોગેસ (મુખ્યત્વે મિથેન) ઉત્પન્ન થાય છે. આ ગેસને એકત્રિત કરીને રસોઈ અથવા પ્રકાશ માટે બળતણ તરીકે વાપરવામાં આવે છે. બાકી રહેલી સ્લરીનો ઉપયોગ ઉત્તમ ખાતર તરીકે થાય છે.

(N/A) અશ્મિભૂત બળતણને ઉર્જાના પુનઃઅપ્રાપ્ય સ્ત્રોત તરીકે ગણવામાં આવે છે કારણ કે તેને કુદરતી ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયાઓ દ્વારા બનતા લાખો વર્ષો લાગે છે. એકવાર આ મર્યાદિત ભંડાર વપરાઈ જાય પછી,તેને માનવ જીવનકાળ દરમિયાન ફરીથી ઉત્પન્ન કરી શકાતા નથી.

(N/A) પવન ફૂંકાવવા માટે જવાબદાર બે મુખ્ય પરિબળો નીચે મુજબ છે:
$1$. સૂર્યના વિકિરણો દ્વારા પૃથ્વીની સપાટીનું અસમાન ગરમ થવું: પૃથ્વીના વિવિધ ભાગો (જમીન અને જળાશયો) સૂર્યઊર્જાનું અલગ-અલગ દરે શોષણ કરે છે,જેના કારણે તાપમાનમાં તફાવત સર્જાય છે.
$2$. પૃથ્વીનું પરિભ્રમણ: પૃથ્વીનું પરિભ્રમણ કોરિઓલિસ અસર (Coriolis effect) ઉત્પન્ન કરે છે,જે હવાના જથ્થાની દિશા અને ગતિને પ્રભાવિત કરે છે,જે પવનની પેટર્ન બનાવવામાં મદદરૂપ થાય છે.

(N/A) બાયોગેસના ઉત્પાદનમાં સામેલ સૂક્ષ્મજીવોને મિથેનોજેન્સ અથવા અજારક બેક્ટેરિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$1$. આ સૂક્ષ્મજીવો ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં કાર્ય કરે છે,જેને અજારક શ્વસન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$2$. તેઓ પ્રાણીઓના છાણ અને ખેતીના કચરા જેવા જટિલ કાર્બનિક પદાર્થોનું સરળ પદાર્થોમાં વિઘટન કરે છે.
$3$. આ વિઘટનની પ્રક્રિયા દરમિયાન,તેઓ વાયુઓનું મિશ્રણ મુક્ત કરે છે,જેમાં મુખ્યત્વે મિથેન $(CH_4)$,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$,હાઇડ્રોજન $(H_2)$ અને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ $(H_2S)$ હોય છે,જેને સામૂહિક રીતે બાયોગેસ કહેવામાં આવે છે.

(N/A) મોટાભાગના તાપ વિદ્યુત મથકો કોલસા કે તેલના ક્ષેત્રોની નજીક સ્થાપિત કરવામાં આવે છે કારણ કે કોલસા અને પેટ્રોલિયમ જેવા ભારે અશ્મિભૂત ઇંધણને લાંબા અંતર સુધી પરિવહન કરવા કરતાં વીજળીનું પ્રસારણ (transmission) કરવું વધુ કાર્યક્ષમ અને ખર્ચની દ્રષ્ટિએ સસ્તું પડે છે.

(B) ઊર્જાનો સ્ત્રોત એટલે એવી વ્યવસ્થા કે જે કાર્ય કરવા માટે ચોક્કસ સમયગાળા દરમિયાન પૂરતા પ્રમાણમાં અને સતત ઉપયોગી ઊર્જા પૂરી પાડવા સક્ષમ હોય.

(B) અશ્મિભૂત બળતણ એ લાખો વર્ષો સુધી પ્રાચીન વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓના અવશેષોમાંથી બનેલા કુદરતી સંસાધનો છે,જેમ કે કોલસો,પેટ્રોલિયમ અને કુદરતી ગેસ.
$A$. પવન અને સમુદ્ર પુનઃપ્રાપ્ય છે,પરંતુ કોલસો એ અશ્મિભૂત બળતણ છે.
$B$. પવન,લાકડું અને સૂર્ય એ અશ્મિભૂત બળતણ નથી. લાકડું એ બાયોમાસ સંસાધન છે,જ્યારે પવન અને સૂર્ય એ પુનઃપ્રાપ્ય ઉર્જા સ્ત્રોતો છે.
$C$. કેરોસીન એ પેટ્રોલિયમ (અશ્મિભૂત બળતણ) માંથી મેળવેલ ઉત્પાદન છે.
$D$. પેટ્રોલિયમ એ અશ્મિભૂત બળતણ છે.
તેથી,અશ્મિભૂત બળતણ વગરનું સાચું સંયોજન પવન,લાકડું અને સૂર્ય છે.

(N/A) તમારા ઘરમાં વીજળી બચાવવા માટે નીચે મુજબના પગલાં લઈ શકાય છે:
$(a)$ જ્યારે પંખા,લાઈટો અને અન્ય વિદ્યુત ઉપકરણોની જરૂર ન હોય ત્યારે તેને બંધ રાખો.
$(b)$ દિવસ દરમિયાન કુદરતી સૂર્યપ્રકાશનો મહત્તમ ઉપયોગ કરો જેથી કૃત્રિમ પ્રકાશની જરૂરિયાત ઘટે.
$(c)$ ખાસ કરીને શિયાળા દરમિયાન સોલર વોટર હીટિંગ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરો,જેથી ઇલેક્ટ્રિક ગીઝર પરની નિર્ભરતા ઘટે.
$(d)$ ઇન્કેન્ડેસન્ટ બલ્બને બદલે $CFL$ (કોમ્પેક્ટ ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ) અથવા $LED$ (લાઇટ એમિટિંગ ડાયોડ) જેવા ઉર્જા-કાર્યક્ષમ વિકલ્પોનો ઉપયોગ કરો,જે ઓછી વીજળી વાપરે છે.

(N/A) આપણા ઉર્જા સ્ત્રોતો મર્યાદિત અને અપ્રાપ્ય (non-renewable) છે. માનવ વસ્તી અને ઔદ્યોગિકીકરણમાં ઝડપી વધારા સાથે,ઉર્જાની માંગ ઘાતાંકીય દરે વધી રહી છે. લાંબા ગાળાની ટકાઉપણું સુનિશ્ચિત કરવા,પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ ઘટાડવા અને અશ્મિભૂત ઇંધણના ખૂટી જવાની સમસ્યાને રોકવા માટે,આપણે ઉર્જાના વૈકલ્પિક સ્ત્રોતો તરફ વળવાની જરૂર છે.

(A) આપણા ઘરોમાં ઉર્જા મુખ્યત્વે બે સ્વરૂપોમાં વપરાય છે:
$1$. વિદ્યુત ઉર્જા: જેનો ઉપયોગ લાઇટ,પંખા,રેફ્રિજરેટર અને ટેલિવિઝન જેવા ઉપકરણો ચલાવવા માટે થાય છે.
$2$. ઉષ્મીય ઉર્જા (ગરમી): જેનો ઉપયોગ ખોરાક રાંધવા,પાણી ગરમ કરવા અને રૂમને ગરમ રાખવા માટે થાય છે.

(B) પવનચક્કીમાંથી ઉપયોગી ઉર્જા મેળવવા માટે,પવનની ગતિ ઓછામાં ઓછી $15\,km\,h^{-1}$ હોવી જોઈએ.
જો પવનની ગતિ આ મર્યાદા કરતા ઓછી હોય,તો પવનચક્કીના પાંખિયા પૂરતા બળ સાથે ફરી શકતા નથી,જેના કારણે ટર્બાઇન વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે અસરકારક રીતે કામ કરી શકતું નથી.

(B) કાળી સપાટીઓ ઉષ્મીય વિકિરણનું ઉત્તમ શોષણ કરે છે.
સૌર ઉર્જાથી ચાલતા ગરમ કરવાના સાધનોની અંદરની સપાટીને કાળા રંગથી રંગવાથી,તે સૂર્યની ગરમીની ઉર્જાનું મહત્તમ શોષણ કરી શકે છે,જે પાણી અથવા હવાને ગરમ કરવામાં સાધનની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે.

(B) કાચની શીટ એક પારદર્શક આવરણ તરીકે કામ કરે છે જે સૂર્યના ટૂંકી તરંગલંબાઇ ધરાવતા ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને સૌર સાધનની અંદર પ્રવેશવા દે છે. એકવાર અંદર ગયા પછી,આ કિરણો સાધનના આંતરિક ભાગો દ્વારા શોષાય છે,જે પછી તેને લાંબી તરંગલંબાઇ ધરાવતા ઇન્ફ્રારેડ કિરણો તરીકે ફરીથી ઉત્સર્જિત કરે છે. કાચની શીટ આ લાંબી તરંગલંબાઇ ધરાવતા કિરણો માટે અપારદર્શક હોય છે,જે તેમને બહાર નીકળતા અટકાવે છે. આ ઘટનાને ગ્રીનહાઉસ અસર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જે સાધનની અંદર ગરમીને જાળવી રાખવામાં મદદ કરે છે.

(A) સોલર વોટર હીટરમાં કોપરની ટ્યુબનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે કારણ કે કોપર ઉષ્માનું ઉત્તમ સુવાહક છે. કોપર ટ્યુબના આંટાઓની સંખ્યા વધારવાથી,સૌર વિકિરણોના સંપર્કમાં આવતી ટ્યુબની કુલ સપાટીનું ક્ષેત્રફળ વધે છે. આનાથી ટ્યુબમાંથી વહેતું પાણી સૂર્યમાંથી વધુ ઉષ્મા ઉર્જા શોષી શકે છે,જેના પરિણામે પાણી વધુ ગરમ થાય છે.

(N/A) વાયુરૂપ બળતણને નીચેના કારણોસર પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે:
$(i)$ તેમને પાઇપલાઇન દ્વારા સરળતાથી પરિવહન કરી શકાય છે.
$(ii)$ તે સળગ્યા પછી કોઈ રાખ છોડતા નથી.
$(iii)$ તે સંપૂર્ણપણે દહન પામે છે અને ઘન બળતણની તુલનામાં ઓછું પ્રદૂષણ ફેલાવે છે.

(C) સારા બળતણની વ્યાખ્યા ઘણી લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા કરવામાં આવે છે,પરંતુ વ્યાપક ઉપયોગ માટે સૌથી વ્યવહારુ અને મહત્વની લાક્ષણિકતા એ છે કે તે આર્થિક રીતે સસ્તું અને સરળતાથી ઉપલબ્ધ હોવું જોઈએ. અન્ય આવશ્યક ગુણધર્મોમાં ઉચ્ચ કેલરીફિક મૂલ્ય,મધ્યમ જ્વલન તાપમાન અને ન્યૂનતમ પ્રદૂષણ ઉત્પન્ન કરવું સામેલ છે.

(B) કાચની પ્લેટ ટૂંકી તરંગલંબાઇ ધરાવતા સૂર્યના કિરણોને સોલર કૂકરમાં પ્રવેશવા દે છે,પરંતુ લાંબી તરંગલંબાઇ ધરાવતા ઇન્ફ્રારેડ કિરણો (ગરમી) ને બહાર નીકળતા અટકાવે છે.
આ ઘટનાને ગ્રીનહાઉસ અસર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
પરિણામે,સોલર કૂકરની અંદરનું તાપમાન નોંધપાત્ર રીતે વધે છે,જે ખોરાકને કાર્યક્ષમ રીતે રાંધવામાં મદદ કરે છે.

(B) સોલર કૂકરને કાળા રંગથી રંગવામાં આવે છે કારણ કે કાળી સપાટીઓ સૌર વિકિરણોની ઉત્તમ શોષક હોય છે. સૂર્યમાંથી આવતી ઉષ્મા ઉર્જાનું મહત્તમ શોષણ કરીને,કૂકરનું આંતરિક તાપમાન અસરકારક રીતે વધે છે,જે ખોરાક રાંધવામાં મદદ કરે છે.

(N/A) મુખ્ય કારણ એ છે કે સમાન અંતર માટે કોલસા કે પેટ્રોલિયમનું પરિવહન કરવા કરતાં વીજળીનું પરિવહન કરવું વધુ કાર્યક્ષમ અને સસ્તું છે. પાવર પ્લાન્ટને બળતણના સ્ત્રોતની નજીક સ્થાપિત કરવાથી,ભારે બળતણના પરિવહન સાથે સંકળાયેલ ઉર્જાનો વ્યય અને લોજિસ્ટિકલ ખર્ચ ઘટે છે.

(N/A) હાઇડ્રોજનને $CNG$ કરતા વધુ સ્વચ્છ બળતણ માનવામાં આવે છે કારણ કે તેના દહનથી માત્ર પાણીની વરાળ $(H_2O)$ ઉત્પન્ન થાય છે,જે પ્રદૂષણ ફેલાવતી નથી અને ગ્રીનહાઉસ વાયુઓ કે રજકણોમાં વધારો કરતી નથી. તેની સામે,$CNG$ (કોમ્પ્રેસ્ડ નેચરલ ગેસ) માં હાઇડ્રોકાર્બન હોય છે,અને તેના દહનથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ અને અન્ય પ્રદૂષકો મુક્ત થાય છે. જોકે,હાઇડ્રોજન તેના અત્યંત વિસ્ફોટક સ્વભાવને કારણે રોજિંદા જીવનમાં વ્યાપકપણે વપરાતું નથી,જે તેના સંગ્રહ અને પરિવહનને અત્યંત મુશ્કેલ અને જોખમી બનાવે છે.

(N/A) ઊર્જાનો વપરાશ ઘટાડવા માટે,આપણે નીચેના વિકલ્પોના સાપેક્ષ ફાયદા,ગેરફાયદા અને પર્યાવરણ પરની અસરો વિશે વિચારી શકીએ છીએ:
$(i)$ વ્યક્તિગત વાહનને બદલે જાહેર પરિવહન (બસ),કારપૂલિંગ અથવા ચાલવા/સાયકલ ચલાવવાનો વિકલ્પ પસંદ કરવો.
$(ii)$ પરંપરાગત બલ્બને બદલે ઊર્જા-કાર્યક્ષમ એલઈડી $(LED)$ બલ્બ અથવા ફ્લોરોસન્ટ ટ્યુબનો ઉપયોગ કરવો.
$(iii)$ વીજળી બચાવવા માટે લિફ્ટને બદલે દાદરનો ઉપયોગ કરવો.
$(iv)$ ઠંડીના દિવસોમાં હીટર કે 'સગડી' જેવા ઊર્જા-વધારે વાપરતા ઉપકરણોને બદલે વધારાનું સ્વેટર પહેરીને ગરમ રહેવું.

(N/A) $(i)$ પ્રાણીઓના છાણમાં મહત્વના પોષક તત્વો હોય છે જેનો ઉપયોગ ખાતર તરીકે થઈ શકે છે. જ્યારે તેનો સીધો બળતણ તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે,ત્યારે ઓક્સિડેશનને કારણે આ પોષક તત્વો સંપૂર્ણપણે નાશ પામે છે.
$(ii)$ પ્રાણીઓના છાણના દહનથી પુષ્કળ પ્રમાણમાં ધુમાડો ઉત્પન્ન થાય છે,જે વાયુ પ્રદૂષણનું કારણ બને છે.

(N/A) અશ્મિભૂત બળતણ એ લાખો વર્ષો પહેલા જમીનમાં દટાયેલા વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓના અવશેષો છે.
$1$. વનસ્પતિઓ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દ્વારા સૌર ઉર્જા મેળવે છે અને તેને તેમના પેશીઓમાં સંગ્રહિત રાસાયણિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે.
$2$. પ્રાણીઓ વનસ્પતિઓ અથવા અન્ય પ્રાણીઓને ખાઈને આ ઉર્જા મેળવે છે.
$3$. જ્યારે આ સજીવો મૃત્યુ પામ્યા અને લાખો વર્ષો સુધી ઉચ્ચ દબાણ અને તાપમાન હેઠળ દટાયેલા રહ્યા,ત્યારે તેમના અવશેષો કોલસો,પેટ્રોલિયમ અને કુદરતી ગેસ જેવા અશ્મિભૂત બળતણમાં રૂપાંતરિત થયા.
તેથી,અશ્મિભૂત બળતણમાં સંગ્રહિત રાસાયણિક ઉર્જા એ મૂળભૂત રીતે તે સૌર ઉર્જા છે જે લાંબા સમય પહેલા વનસ્પતિઓ દ્વારા પકડવામાં આવી હતી.

(N/A) $(i)$ તેઓ વધુ ઉષ્મીય કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે અને નોંધપાત્ર રીતે ઓછો ધુમાડો ઉત્પન્ન કરે છે,જે ઘરની અંદરની હવાની ગુણવત્તામાં સુધારો કરે છે.
$(ii)$ તેઓ વૈજ્ઞાનિક રીતે એવી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે કે જેથી બળતણનું સંપૂર્ણ દહન થાય,જેના પરિણામે બળતણનો વપરાશ ઓછો થાય છે અને પર્યાવરણીય પ્રદૂષણમાં ઘટાડો થાય છે.

(N/A) પવન ઉર્જા ફાર્મ માત્ર નીચેના કારણોસર ચોક્કસ સ્થાનો પર જ સ્થાપિત કરી શકાય છે:
$(i)$ તેમને એવા સ્થાનોની જરૂર હોય છે જ્યાં વર્ષના મોટાભાગના સમય દરમિયાન પવન ફૂંકાતો હોય.
$(ii)$ ટર્બાઇનને અસરકારક રીતે ફેરવવા માટે પવન મજબૂત અને સ્થિર હોવો જોઈએ,જેની ગતિ સામાન્ય રીતે ઓછામાં ઓછી $15\, km\, h^{-1}$ હોવી જરૂરી છે.
$(iii)$ અનેક પવન ટર્બાઇનને અવરોધ વિના સ્થાપિત કરવા માટે વિશાળ,ખુલ્લી અને મુક્ત જગ્યાની જરૂર હોય છે.
આ વિશિષ્ટ પર્યાવરણીય અને ભૌગોલિક પરિસ્થિતિઓ દરેક જગ્યાએ સંતોષી શકાતી નથી,તેથી પવન ઉર્જા ફાર્મ માત્ર પસંદ કરેલા સ્થાનો પર જ સ્થાપિત કરી શકાય છે.

(N/A) કોલસો (charcoal) લાકડા કરતા વધુ સારું બળતણ માનવામાં આવે છે કારણ કે:
$(i)$ કોલસો ધુમાડો ઉત્પન્ન કર્યા વિના સરળતાથી સળગે છે.
$(ii)$ તે સમાન દળના લાકડા કરતા બમણી ગરમી આપે છે.
લાકડાને કોલસામાં રૂપાંતરિત કરવાનો ગેરફાયદો એ છે કે $1\, kg$ લાકડાના વિનાશક નિસ્યંદન (destructive distillation) દરમિયાન માત્ર $0.25\, kg$ કોલસો મળે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો,આ રૂપાંતરણ પ્રક્રિયા બિનકાર્યક્ષમ અને ખર્ચાળ છે,જેના કારણે કોલસો એક મોંઘું બળતણ બને છે.

(N/A) સૌર ઊર્જા એ પવનનું મુખ્ય કારણ છે,જે ગતિશીલ હવાના ગતિ ઊર્જાનું સ્વરૂપ છે. સૂર્ય દ્વારા પૃથ્વીની સપાટીનું અસમાન ગરમ થવું એ હવામાં દબાણનો તફાવત પેદા કરે છે,જેના પરિણામે હવાનું વહન (પવન) થાય છે. પવનચક્કી પવનની આ ગતિ ઊર્જાનો ઉપયોગ ટર્બાઇનને ફેરવવા માટે કરે છે,જેનો ઉપયોગ વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે. તેથી,પવન ઊર્જા એ મૂળભૂત રીતે સૌર ઊર્જાનું પરોક્ષ સ્વરૂપ છે જેનું વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતર થાય છે.

(N/A) તેના બે કારણો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ પાણીમાંથી વીજળીનું ઉત્પાદન પ્રદૂષણ મુક્ત છે,જ્યારે કોક બાળવાથી હવાનું પ્રદૂષણ થાય છે.
$(ii)$ વહેતું પાણી એ ઉર્જાનો પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોત છે,જેનો અર્થ છે કે તે કુદરતી રીતે ફરીથી ભરાય છે,જ્યારે કોક એ ઉર્જાનો પુનઃઅપ્રાપ્ય સ્ત્રોત છે જે એક દિવસ ખૂટી જશે.

(N/A) બળતણ એટલે એવો પદાર્થ જે દહન અથવા રાસાયણિક પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉર્જા મુક્ત કરે છે,સામાન્ય રીતે ગરમીના સ્વરૂપમાં.
પ્રાથમિક બળતણ: આ કુદરતી રીતે મળી આવતા પદાર્થો છે જેનો ઉપયોગ કોઈપણ નોંધપાત્ર પ્રક્રિયા વગર સીધી ઉર્જાના સ્ત્રોત તરીકે થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે લાકડું,કોલસો અને પેટ્રોલિયમ.
ગૌણ બળતણ: આ એવા બળતણ છે જે પ્રાથમિક બળતણમાંથી ભૌતિક અથવા રાસાયણિક પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર વધુ અનુકૂળ અથવા કાર્યક્ષમ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે કોક,ચારકોલ અને $LPG$.
વર્ગીકરણ:
$(i)$ લાકડું અને પેટ્રોલિયમ એ પ્રાથમિક બળતણ છે.
$(ii)$ કોક અને $LPG$ એ ગૌણ બળતણ છે.

(N/A) સૂકા લાકડાને ઘરગથ્થુ બળતણ તરીકે સારું માનવામાં આવતું નથી,તેના કારણો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ લાકડું સળગાવવાથી ખૂબ જ ધુમાડો ઉત્પન્ન થાય છે,જે વાયુ પ્રદૂષણ અને શ્વસન સંબંધી સમસ્યાઓનું કારણ બને છે.
$(ii)$ દહન પછી તે મોટી માત્રામાં રાખ (અવશેષ) છોડે છે,જેનો નિકાલ કરવો મુશ્કેલ છે અને તે તેની એકંદર ઉષ્મા આપવાની કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો કરે છે.

(N/A) બાયોમાસ એ વનસ્પતિઓ અથવા પ્રાણીઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થતો કાર્બનિક પદાર્થ છે,જે ઉર્જાના પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે.
બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં થતી પ્રક્રિયા અજારક વિઘટન (અથવા આથવણ) પ્રક્રિયા છે.
બાયોગેસના મુખ્ય ઘટકો:
$(i)$ મિથેન $(CH_{4})$
(ii) હાઇડ્રોજન $(H_{2})$
(iii) હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ $(H_{2}S)$
(iv) કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_{2})$
બાયોગેસને ઘરેલું ઉપયોગ માટે આદર્શ બળતણ ગણવાના કારણો:
$(i)$ બાયોગેસ ધુમાડા વગર સળગે છે,જેનાથી પ્રદૂષણ ઓછું થાય છે.
(ii) લાકડા,કોલસો કે ચારકોલની જેમ તે રાખ જેવો કોઈ અવશેષ છોડતું નથી.

(N/A) જળવિદ્યુત મથકો પડતા પાણીની સ્થિતિ ઊર્જાનું વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.
$(b)$ થર્મલ વીજળીની સરખામણીમાં જળવિદ્યુતના ફાયદા:
$(i)$ જળવિદ્યુત મથકો ચલાવવા માટે પાણીનો ઉપયોગ થાય છે,જેમાં કોઈ બળતણનો ખર્ચ થતો નથી,જ્યારે થર્મલ પાવર પ્લાન્ટમાં અશ્મિભૂત બળતણની જરૂર પડે છે,જે મોંઘા હોય છે.
$(ii)$ જળવિદ્યુત મથકો દ્વારા કોઈ પ્રદૂષણ થતું નથી,જ્યારે થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ પ્રદૂષણ ફેલાવે છે.

(N/A) લાકડું એ ઉર્જાનો પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોત છે. જોકે,એક વૃક્ષને પરિપક્વ થવામાં સામાન્ય રીતે $15$ વર્ષથી વધુ સમય લાગે છે. આમ,લાકડાનું પુનઃસર્જન થવામાં ઘણો લાંબો સમય લાગે છે. મોટા પાયે વૃક્ષો કાપવાથી જંગલોનો નાશ થાય છે,જે પર્યાવરણીય અસંતુલન તરફ દોરી જાય છે. ઉપરાંત,લાકડાનું કેલરીફિક મૂલ્ય ઓછું હોય છે અને તે મોટા પ્રમાણમાં પ્રદૂષણ ફેલાવે છે. તેથી,લાકડાનો બળતણ તરીકે ઉપયોગ કરવાની સલાહ આપવામાં આવતી નથી.

(N/A) $(i)$ બાયોગેસમાં સામાન્ય રીતે જોવા મળતા ચાર વાયુઓ મિથેન $(CH_4)$,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$,નાઇટ્રોજન $(N_2)$ અને હાઇડ્રોજન $(H_2)$ છે.
$(ii)$ અશ્મિભૂત ઇંધણની તુલનામાં બાયોગેસનો ઉપયોગ કરવાના બે ફાયદા નીચે મુજબ છે:
$(a)$ બાયોગેસ એ ઉર્જાનો પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોત છે કારણ કે તે બાયોમાસમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે,જ્યારે અશ્મિભૂત ઇંધણ પુનઃઅપ્રાપ્ય અને મર્યાદિત છે.
$(b)$ બાયોગેસ એક સ્વચ્છ ઇંધણ છે જે સળગાવવાથી વધુ હવા પ્રદૂષણ ફેલાવતું નથી,જ્યારે અશ્મિભૂત ઇંધણના દહનથી સલ્ફર અને નાઇટ્રોજનના ઓક્સાઇડ જેવા હાનિકારક પ્રદૂષકો મુક્ત થાય છે,જે ગંભીર હવા પ્રદૂષણનું કારણ બને છે.