सविस्तर स्पष्टीकरण (Detailed Explanation):
अचूक उत्तर: पर्याय (1)
📌 सविस्तर स्पष्टीकरण व मुख्य तरतुदी:
• टंगस्टन हा विद्युत दिव्यांचे फिलामेंट बनवण्यासाठी सर्वात योग्य धातू आहे, कारण त्याचा उच्च द्रावणांक अंदाजे 3422°C असतो, ज्यामुळे तो विना-वितळता उच्च तापमानावर काम करू शकतो.
• उच्च तापमानात त्याचा बाष्पीभवनाचा दर खूप कमी असतो, ज्यामुळे फिलामेंटचे आयुष्य वाढते.
• टंगस्टनमध्ये उत्कृष्ट तन्यता शक्ती असते, ज्यामुळे उष्माविस्तार आणि आकुंचन झाल्यावर ते सहज तुटत नाही.
• त्याची उच्च रोधकता विद्युत ऊर्जेचे उष्णतेमध्ये कार्यक्षमतेने रूपांतर करण्यास सक्षम करते, ज्यामुळे तेजस्वी प्रकाश निर्माण होतो.
• जेव्हा निष्क्रिय वायूने भरलेल्या दिव्यामध्ये वापरले जाते, तेव्हा फिलामेंटचे बाष्पीभवन कमी करून आणि कार्यक्षमता सुधारून टंगस्टनची कामगिरी आणखी वाढते.
📚 संबंधित महत्त्वाचे घटक व संदर्भ (परीक्षेसाठी पूरक माहिती):
• टंगस्टनचे गुणधर्म:
• टंगस्टनचा उच्च द्रावणांक, उष्णता-प्रतिरोधक अनुप्रयोगांसाठी योग्य बनवतो.
• त्याची घनता सुमारे 19.3 g/cm³ आहे, ज्यामुळे ते सर्वात वजनदार धातूंपैकी एक आहे.
• उच्च तापमानात टंगस्टनचा कमी बाष्प दाब किमान सामग्रीचे नुकसान सुनिश्चित करतो.
• इतर सामग्री योग्य का नाहीत?:
• तांबे: कमी द्रावणांक (~1085°C) उच्च-तापमान अनुप्रयोगांसाठी, जसे की फिलामेंट्ससाठी अयोग्य बनवतो.
• ॲल्युमिनियम: अंदाजे 660°C ला वितळते आणि फिलामेंट्ससाठी आवश्यक टिकाऊपणाचा अभाव असतो.
• लोह: द्रावणांक (~1538°C) तांबे किंवा ॲल्युमिनियमपेक्षा जास्त आहे, परंतु टंगस्टनच्या तुलनेत अजूनही अपुरा आहे.
• दिव्यामधील निष्क्रिय वायू: आधुनिक विद्युत दिवे अरगॉन किंवा अरगॉन आणि नायट्रोजनच्या मिश्रणाने भरलेले असतात, जे टंगस्टन फिलामेंटचे ऑक्सिडीकरण रोखण्यासाठी आणि बाष्पीभवन कमी करण्यासाठी असतात.
• ऐतिहासिक पार्श्वभूमी: फिलामेंट्समध्ये टंगस्टनचा वापर 20 व्या शतकाच्या सुरुवातीस सुरू करण्यात आला, ज्याने त्याच्या उत्कृष्ट गुणधर्मांमुळे कार्बनसारख्या पूर्वीच्या सामग्रीची जागा घेतली.
• दिव्यापलीकडील अनुप्रयोग: टंगस्टन त्याच्या उष्णता-प्रतिरोधक गुणधर्मांमुळे क्ष-किरण नलिका, वेल्डिंग इलेक्ट्रोड आणि एरोस्पेसमध्ये वापरले जाते.
💡 स्मृती क्लृप्ती (Memory Booster / Trick):
• वैज्ञानिक क्लृप्ती: मूलभूत नियम व कार्य — 'टंगस्टन'. Current Electricityचा थेट संबंध 'टंगस्टन' या वैज्ञानिक नियमाशी आहे.
🗺️ मेमरी मॅप / संकल्पना नकाशा (Memory Map):
• संकल्पना नकाशा: Current Electricity ➔ मुख्य घटक / तरतूद ➔ 'टंगस्टन' ➔ आयोगाच्या परीक्षा निकषांनुसार थेट परस्परसंबंध.
⚠️ परीक्षेतील संभाव्य चूक (Exam Trap):
• परीक्षेतील संभाव्य चूक: विद्यार्थी अनेकदा पर्याय 2 ('तांबे') आणि पर्याय 1 ('टंगस्टन') यामध्ये गोंधळात पडतात. प्रश्न नीट वाचून संकल्पनेतील सूक्ष्म भेद लक्षात घेणे आवश्यक आहे.
🎯 पर्याय बाद पद्धत (Option Elimination):
• 🎯 पर्याय बाद पद्धत (Option Elimination Strategy):
• पर्याय 2 ('तांबे'): हा पर्याय अयोग्य आहे. आयोगाच्या संदर्भानुसार अचूक उत्तर 'टंगस्टन' हे ठरते.
• पर्याय 3 ('ॲल्युमिनियम'): हा पर्याय अयोग्य आहे. आयोगाच्या संदर्भानुसार अचूक उत्तर 'टंगस्टन' हे ठरते.
• पर्याय 4 ('लोह'): हा पर्याय अयोग्य आहे. आयोगाच्या संदर्भानुसार अचूक उत्तर 'टंगस्टन' हे ठरते.
• निष्कर्ष: त्यामुळे उर्वरित पर्याय बाद होऊन अचूक उत्तर पर्याय 1 ('टंगस्टन') निश्चित होते.
📌 Detailed Analysis & Key Provisions:
• Tungsten is the most suitable material for making electric bulb filaments due to its high melting point of approximately 3422°C, which allows it to operate at high temperatures without melting.
• It has a very low rate of evaporation at high temperatures, ensuring a longer lifespan of the filament.
• Tungsten has excellent tensile strength, which prevents it from breaking easily when subjected to thermal expansion and contraction.
• Its high resistivity enables it to convert electrical energy into heat efficiently, producing bright light.
• When used in an inert gas-filled bulb, tungsten's performance is further enhanced by reducing filament evaporation and improving efficiency.
📚 Related Exam Facts & Comparative Overview:
• Properties of Tungsten:
• The high melting point of tungsten makes it suitable for applications requiring heat resistance.
• Its density is around 19.3 g/cm³, making it one of the heaviest metals.
• Tungsten's low vapor pressure at high temperatures ensures minimal material loss.
• Why Other Materials Are Not Suitable:
• Copper: Low melting point (~1085°C) makes it unsuitable for high-temperature applications like filaments.
• Aluminium: Melts at approximately 660°C and lacks the durability required for filaments.
• Iron: Melting point (~1538°C) is higher than copper or aluminium but still insufficient compared to tungsten.
• Inert Gas in Bulbs: Modern electric bulbs are filled with inert gases like argon or a mixture of argon and nitrogen to prevent the oxidation of the tungsten filament and reduce evaporation.
• Historical Background: The use of tungsten in filaments was pioneered in the early 20th century, replacing earlier materials like carbon due to its superior properties.
• Applications Beyond Bulbs: Tungsten is also used in x-ray tubes, welding electrodes, and aerospace due to its heat-resistant properties.
💡 Memory Booster / Shortcut Trick:
• Science Booster: Core Principle — 'Tungsten'. Connect Current Electricity directly to 'Tungsten'.
🗺️ Memory Map / Concept Flow:
• Concept Flow: Current Electricity ➔ Core Anchor ➔ 'Tungsten' ➔ Commission-Standard Exam Association.
⚠️ Exam Trap:
• Exam Trap: Candidates frequently confuse Option 2 ('Copper') with Option 1 ('Tungsten'). Distinguish the exact context before marking.
🎯 Option Elimination:
• 🎯 Option Elimination Strategy:
• Option 2 ('Copper'): Incorrect. As per official verified records, 'Tungsten' is the valid fact.
• Option 3 ('Aluminium'): Incorrect. As per official verified records, 'Tungsten' is the valid fact.
• Option 4 ('Iron'): Incorrect. As per official verified records, 'Tungsten' is the valid fact.
• Conclusion: Hence, eliminating incorrect options leads to Option 1 ('Tungsten').
परीक्षेतील संभाव्य चूक: विद्यार्थी अनेकदा पर्याय 2 ('तांबे') आणि पर्याय 1 ('टंगस्टन') यामध्ये गोंधळात पडतात. प्रश्न नीट वाचून संकल्पनेतील सूक्ष्म भेद लक्षात घेणे आवश्यक आहे.
Exam Trap: Candidates frequently confuse Option 2 ('Copper') with Option 1 ('Tungsten'). Distinguish the exact context before marking.
वैज्ञानिक क्लृप्ती: मूलभूत नियम व कार्य — 'टंगस्टन'. Current Electricityचा थेट संबंध 'टंगस्टन' या वैज्ञानिक नियमाशी आहे.
Science Booster: Core Principle — 'Tungsten'. Connect Current Electricity directly to 'Tungsten'.
🎯 पर्याय बाद पद्धत (Option Elimination Strategy):
• पर्याय 2 ('तांबे'): हा पर्याय अयोग्य आहे. आयोगाच्या संदर्भानुसार अचूक उत्तर 'टंगस्टन' हे ठरते.
• पर्याय 3 ('ॲल्युमिनियम'): हा पर्याय अयोग्य आहे. आयोगाच्या संदर्भानुसार अचूक उत्तर 'टंगस्टन' हे ठरते.
• पर्याय 4 ('लोह'): हा पर्याय अयोग्य आहे. आयोगाच्या संदर्भानुसार अचूक उत्तर 'टंगस्टन' हे ठरते.
• निष्कर्ष: त्यामुळे उर्वरित पर्याय बाद होऊन अचूक उत्तर पर्याय 1 ('टंगस्टन') निश्चित होते.
🎯 Option Elimination Strategy:
• Option 2 ('Copper'): Incorrect. As per official verified records, 'Tungsten' is the valid fact.
• Option 3 ('Aluminium'): Incorrect. As per official verified records, 'Tungsten' is the valid fact.
• Option 4 ('Iron'): Incorrect. As per official verified records, 'Tungsten' is the valid fact.
• Conclusion: Hence, eliminating incorrect options leads to Option 1 ('Tungsten').