आपण घरी, उद्योगात आणि वाहने चालवण्यासाठी विविध प्रकारचे इंधन वापरतो. तुम्ही आपल्या घरात वापरल्या जाणाऱ्या काही इंधनांची नावे सांगू शकता का? व्यापार आणि उद्योगात वापरल्या जाणाऱ्या काही इंधनांची नावे सांगा. वाहने चालवण्यासाठी कोणती इंधने वापरली जातात? तुमच्या यादीत शेण, लाकूड, कोळसा, कोळशाची कार्बन, पेट्रोल, डिझेल, कंप्रेस्ड नॅचरल गॅस (सीएनजी) इत्यादी इंधने असतील.

तुम्ही मेणबत्तीच्या ज्वलनाशी परिचित आहात. मेणबत्तीच्या ज्वलनात आणि कोळसा सारख्या इंधनाच्या ज्वलनात काय फरक आहे? कदाचित तुम्ही बरोबर अंदाज लावू शकला असाल: मेणबत्ती ज्योतीसह जळते तर कोळसा जळत नाही. त्याचप्रमाणे, तुम्हाला अनेक इतर पदार्थ ज्योत नसताना जळताना आढळतील. या प्रक्रियेदरम्यान होणाऱ्या ज्वलनाची रासायनिक प्रक्रिया आणि तयार होणाऱ्या ज्योतीचे प्रकार यांचा अभ्यास करूया.

४.१ दहन म्हणजे काय?

इयत्ता सातवीत केलेल्या मॅग्नेशियम रिबनच्या ज्वलनाच्या क्रियाकलापाची आठवण करा. आपण शिकलो की मॅग्नेशियम जाळल्यावर मॅग्नेशियम ऑक्साईड तयार होतो आणि उष्णता व प्रकाश निर्माण होतो (आकृती ४.१).

कोळशाच्या तुकड्यासह आपण समान क्रियाकलाप करू शकतो. तुकडा चिमटीने धरून मेणबत्तीच्या ज्योतीजवळ किंवा बन्सन बर्नरजवळ आणा. तुम्ही काय पाहता?

आपल्याला आढळते की कोळसा हवेत जळतो. आपल्याला माहित आहे की, कोळसाही हवेत जाळल्यावर कार्बन डायऑक्साइड, उष्णता आणि प्रकाश निर्माण होतो.

आकृती ४.१ : मॅग्नेशियमचे ज्वलन

ज्या रासायनिक प्रक्रियेत एखादा पदार्थ ऑक्सिजनसह प्रतिक्रिया देऊन उष्णता देतो त्याला दहन म्हणतात. जो पदार्थ दहनाच्या अधीन होतो त्याला ज्वलनशील म्हणतात. त्याला इंधन असेही म्हणतात. इंधन घन, द्रव किंवा वायू असू शकते. कधीकधी, दहन दरम्यान ज्योत किंवा चमक म्हणून प्रकाशही दिला जातो.

वर नमूद केलेल्या प्रतिक्रियांमध्ये मॅग्नेशियम आणि कोळसा हे ज्वलनशील पदार्थ आहेत.

आम्हाला सांगितले गेले की अन्न हे आपल्या शरीरासाठी इंधन आहे.

खरंच. आपल्या शरीरात अन्न ऑक्सिजनसह प्रतिक्रिया देऊन मोडले जाते आणि उष्णता निर्माण होते. हे आपण इयत्ता सातवीत शिकलो.

क्रियाकलाप ४.१

काही साहित्य जसे की पेंढा, काड्या, मिट्टीचे तेल, कागद, लोखंडी खिळे, दगडाचे तुकडे, काच इत्यादी गोळा करा.

तुमच्या शिक्षकांच्या देखरेखीखाली यापैकी प्रत्येक साहित्य एकामागून एक जाळण्याचा प्रयत्न करा. जर दहन होत असेल तर त्या साहित्याला ज्वलनशील चिन्हांकित करा, अन्यथा ते अज्वलनशील चिन्हांकित करा (सारणी ४.१).

सारणी ४.१ : ज्वलनशील आणि अज्वलनशील पदार्थ

साहित्य	ज्वलनशील	अज्वलनशील
लाकूड
कागद
लोखंडी खिळे
मिट्टीचे तेल
दगडाचा तुकडा
पेंढा
कोळसा
काड्या
काच

तुम्ही आणखी काही ज्वलनशील पदार्थांची नावे सांगू शकता का? तुम्ही ते सारणी ४.१ मध्ये जोडू शकता.

दहन कोणत्या परिस्थितीत होते ते शोधूया.

क्रियाकलाप ४.२

(सावधानता: जळत असलेली मेणबत्ती हाताळताना काळजी घ्या).

टेबलवर एक जळत असलेली मेणबत्ती निश्चित करा. मेणबत्तीवर एक काचेचा चिमणी ठेवा आणि तो काही लाकडी ब्लॉक्सवर अशा प्रकारे ठेवा की हवा चिमणीमध्ये प्रवेश करू शकेल

चिमणी [आकृती ४.२(अ)]. ज्योतीला काय होते ते पहा. आता ब्लॉक काढून टाका आणि चिमणीला टेबलावर विश्रांती द्या [आकृती ४.२(ब)]. पुन्हा ज्योत पहा. शेवटी, चिमणीवर एक काचेचे प्लेट ठेवा [आकृती ४.२(क)]. पुन्हा ज्योत पहा. तीनही प्रकरणांमध्ये काय होते? ज्योत लखलखाट करून निघून जाते का? ती लखलखाट करते आणि धूर देते का? ती अप्रभावित राहून जळते का? ज्वलनाच्या प्रक्रियेत हवेने केलेल्या भूमिकेबद्दल तुम्ही काही अनुमान काढू शकता का?

आपल्याला आढळते की दहनासाठी हवा आवश्यक आहे. प्रकरण (अ) मध्ये मेणबत्ती मुक्तपणे जळते जेव्हा हवा खालून चिमणीमध्ये प्रवेश करू शकते. प्रकरण (ब) मध्ये, जेव्हा हवा खालून चिमणीमध्ये प्रवेश करत नाही, तेव्हा ज्योत लखलखाट करते आणि धूर निर्माण करते. प्रकरण (क) मध्ये, हवा उपलब्ध नसल्यामुळे ज्योत शेवटी निघून जाते.

आपण वाचले आहे की सूर्य स्वतःची उष्णता आणि प्रकाश निर्माण करतो. हे देखील काही प्रकारचे दहन आहे का?

सूर्यात, केंद्रकीय अभिक्रियांद्वारे उष्णता आणि प्रकाश निर्माण होतात. ही प्रक्रिया तुम्ही उच्च वर्गात शिकाल.

क्रियाकलाप ४.३

लोखंडी प्लेट किंवा तव्यावर जळत असलेल्या लाकडाचा किंवा कोळशाचा तुकडा ठेवा. ते काचेच्या जार किंवा टंबलर किंवा पारदर्शक प्लास्टिकच्या जारने झाकून टाका. काय होते ते पहा. कोळसा काही काळानंतर जळणे थांबवतो का? तो जळणे थांबवतो याचे कारण तुम्ही विचार करू शकता का?

तुम्ही ऐकले असेल की जेव्हा एखाद्या व्यक्तीचे कपडे आगीच्या संपर्कात येतात, तेव्हा आग विझवण्यासाठी त्या व्यक्तीवर ब्लँकेट गुंडाळली जाते (आकृती ४.३). तुम्ही अंदाज लावू शकता का का?

आकृती ४.३ : ज्याचे कपडे आगीच्या संपर्कात आले त्याच्या भोवती गुंडाळलेले ब्लँकेट

आता तुमच्या काही अनुभवांची आठवण करा.

काडी स्वतःहून जळते का? ती कशी जळते?

तुम्हाला कागदाचा तुकडा जाळण्याचा अनुभव आला असेल. जळत असलेली काडी जवळ आणल्यावर तो जळतो का?

जळत असलेली काडी जवळ आणून तुम्ही लाकडाचा तुकडा जाळू शकता का?

लाकूड किंवा कोळसा पेटवण्यासाठी तुम्हाला कागद किंवा मिट्टीचे तेल का वापरावे लागते? तुम्ही वनाग्नीबद्दल ऐकले आहे का?

आकृती ४.४ : वनाग्नी

हे अनुभव तुम्हाला सांगतात का की वेगवेगळे पदार्थ वेगवेगळ्या तापमानात आगीच्या संपर्कात येतात?

ज्या किमान तापमानात एखादा पदार्थ आगीच्या संपर्कात येतो त्याला त्याचे ज्वलन तापमान म्हणतात.

आता तुम्ही सांगू शकता का की खोलीच्या तापमानात काडी स्वतःहून आगीच्या संपर्कात का येत नाही? काडीपेटीच्या बाजूला घासल्यावर काडी जळणे का सुरू होते?

काडीचा इतिहास खूप जुना आहे. पाच हजार वर्षांपूर्वी, प्राचीन इजिप्तमध्ये सल्फरमध्ये बुडवलेले पाइनवुडचे लहान तुकडे काड्या म्हणून वापरले जात असत. आधुनिक सुरक्षा काडी केवळ सुमारे दोनशे वर्षांपूर्वी विकसित करण्यात आली.

अँटिमनी ट्रायसल्फाइड, पोटॅशियम क्लोरेट आणि पांढरा फॉस्फरसचे मिश्रण काही सरस आणि स्टार्चसह योग्य लाकडापासून बनवलेल्या काडीच्या डोक्यावर लावले जात असे. खडबडीत पृष्ठभागावर आदळल्यावर, घर्षणाच्या उष्णतेमुळे पांढरा फॉस्फरस पेटला. यामुळे काडीचे दहन सुरू झाले. तथापि, काड्या तयार करण्यात गुंतलेल्या कामगारांसाठी आणि वापरकर्त्यांसाठी दोन्ही पांढरा फॉस्फरस धोकादायक ठरला.

आजकाल सुरक्षा काडीच्या डोक्यात फक्त अँटिमनी ट्रायसल्फाइड आणि पोटॅशियम क्लोरेट असते. घासण्याच्या पृष्ठभागावर पावडर केलेली काच आणि थोडा लाल फॉस्फरस असतो (जो खूपच कमी धोकादायक असतो). जेव्हा काडी घासण्याच्या पृष्ठभागावर आदळते, तेव्हा काही लाल फॉस्फरस पांढर्या फॉस्फरसमध्ये रूपांतरित होतो. हे लगेच काडीच्या डोक्यातील पोटॅशियम क्लोरेटशी प्रतिक्रिया देऊन अँटिमनी ट्रायसल्फाइड पेटवण्यासाठी आणि दहन सुरू करण्यासाठी पुरेशी उष्णता निर्माण करते.

आपल्याला आढळते की ज्वलनशील पदार्थाचे तापमान त्याच्या ज्वलन तापमानापेक्षा कमी असताना तो आगीच्या संपर्कात येऊ शकत नाही किंवा जाळू शकत नाही. तुम्ही कधी तेलाचे भांडे जळत असलेल्या स्टोव्हवर बराच वेळ ठेवल्यावर स्वयंपाकाचे तेल आगीच्या संपर्कात येताना पाहिले आहे का? मिट्टीचे तेल आणि लाकूड खोलीच्या तापमानात स्वतःहून आगीच्या संपर्कात येत नाहीत. पण, जर मिट्टीचे तेल थोडे गरम केले तर ते आगीच्या संपर्कात येईल. पण जर लाकूड थोडे गरम केले तरीही ते आगीच्या संपर्कात येणार नाही. याचा अर्थ मिट्टीच्या तेलाचे ज्वलन तापमान लाकडापेक्षा कमी आहे का? याचा अर्थ आपल्याला मिट्टीचे तेल साठवताना विशेष काळजी घेणे आवश्यक आहे का? खालील क्रियाकलाप दर्शवितो की जाळण्यासाठी पदार्थाचे ज्वलन तापमान गाठणे आवश्यक आहे.

क्रियाकलाप ४.४

(सावधानता: जळत असलेली मेणबत्ती हाताळताना काळजी घ्या).

कागदाची पाने दुमडून दोन पेपर कप बनवा. एका कपमध्ये सुमारे $50 \mathrm{~mL}$ पाणी ओता. दोन्ही कप स्वतंत्रपणे मेणबत्तीने गरम करा (आकृती ४.५). तुम्ही काय पाहता?

आकृती ४.५ : पेपर कपमध्ये पाणी गरम करणे

रिकाम्या पेपर कपचे काय होते? पाण्यासह पेपर कपचे काय होते? या कपातील पाणी गरम होते का?

जर आपण कप गरम करत राहिलो तर आपण पेपर कपमध्ये पाणी उकळू शकतो.

तुम्ही या घटनेचे स्पष्टीकरण विचार करू शकता का?

पेपर कपला पुरवलेली उष्णता वहनाद्वारे पाण्याकडे हस्तांतरित केली जाते. त्यामुळे, पाण्याच्या उपस्थितीत कागदाचे ज्वलन तापमान गाठले जात नाही. म्हणून, ते जळत नाही.

ज्या पदार्थांचे ज्वलन तापमान खूपच कमी असते आणि ते सहजपणे ज्वलनशील पदार्थांसह आगीच्या संपर्कात येतात त्यांना ज्वलनशील पदार्थ म्हणतात. ज्वलनशील पदार्थांची उदाहरणे पेट्रोल, अल्कोहोल, द्रवीकृत पेट्रोलियम गॅस (एलपीजी) इत्यादी आहेत. तुम्ही आणखी काही ज्वलनशील पदार्थांची यादी करू शकता का?

आकृती ४.६: अग्निशामक दल जोरात पाणी फेकून आग विझवतात

४.२ आग आपण कशी नियंत्रित करतो?

तुम्ही घरांमध्ये, दुकानांमध्ये आणि कारखान्यांमध्ये आग लागल्याचे पाहिले किंवा ऐकले असेल. जर तुम्ही असा अपघात पाहिला असेल तर तुमच्या नोटबुकमध्ये एक लहान वर्णन लिहा. तसेच, तो अनुभव तुमच्या वर्गमित्रांसोबत सामायिक करा.

तुमच्या क्षेत्रातील अग्निशामक दलाचा दूरध्वनी क्रमांक शोधा. जर तुमच्या घरात किंवा तुमच्या शेजारी आग लागली तर सर्वप्रथम अग्निशामक दलाला कॉल करणे आवश्यक आहे.

आपल्या सर्वांना अग्निशामक दलाचे दूरध्वनी क्रमांक माहित असणे महत्त्वाचे आहे.

तुमच्या शहरात/कसब्यात अग्निशामक दलाचे केंद्र आहे का?

जेव्हा अग्निशामक दल येते तेव्हा ते काय करते? ते आगीवर पाणी ओतते (आकृती ४.६). पाणी ज्वलनशील सामग्री थंड करते जेणेकरून त्याचे तापमान त्याच्या ज्वलन तापमानापेक्षा खाली आणले जाते. यामुळे आग पसरण्यापासून रोखली जाते. पाण्याची वाफ देखील ज्वलनशील सामग्रीभोवती गुंडाळली जाते, हवेचा पुरवठा कापण्यास मदत करते. त्यामुळे आग विझते.

आग निर्माण करण्यासाठी तीन आवश्यक आवश्यकता आहेत हे तुम्ही शिकलात. तुम्ही या आवश्यकता सांगू शकता का?

ते आहेत: इंधन, हवा (ऑक्सिजन पुरवठा करण्यासाठी) आणि उष्णता (इंधनाचे तापमान ज्वलन तापमानाच्या पलीकडे वाढवण्यासाठी). यापैकी एक किंवा अधिक आवश्यकता काढून टाकून आग नियंत्रित केली जाऊ शकते. अग्निशामक यंत्राचे काम हवेचा पुरवठा कापणे किंवा इंधनाचे तापमान कमी करणे किंवा दोन्ही करणे हे आहे. लक्षात घ्या की इंधन

सर्वात सामान्य अग्निशामक यंत्र म्हणजे पाणी. पण पाणी केवळ लाकूड आणि कागद यांसारख्या गोष्टी जळत असतानाच काम करते. जर विद्युत उपकरणांवर आग लागली असेल, तर पाणी विजेचे वहन करू शकते आणि आग विझवण्याचा प्रयत्न करणाऱ्यांना इजा करू शकते. तेल आणि पेट्रोलच्या आगीसाठी पाणी देखील योग्य नाही. तुम्हाला आठवते का की पाणी तेलापेक्षा जड आहे? म्हणून, ते

आकृती ४.७: अग्निशामक यंत्र तेलाखाली बुडते आणि तेल वरच्या बाजूला जळत राहते.

विद्युत उपकरणे आणि पेट्रोल सारख्या ज्वलनशील सामग्रीच्या आगीसाठी, कार्बन डायऑक्साइड $\left(\mathrm{CO} _{2}\right)$ हे सर्वोत्तम अग्निशामक यंत्र आहे. $\mathrm{CO} _{2}$, ऑक्सिजनपेक्षा जड असल्याने, आगीवर ब्लँकेटसारखे आच्छादन करते. इंधन आणि ऑक्सिजन यांच्यातील संपर्क तुटल्यामुळे आग नियंत्रित केली जाते. $\mathrm{CO} _{2}$ चा अतिरिक्त फायदा असा आहे की बहुतेक प्रकरणांमध्ये ते विद्युत उपकरणांना हानी पोहोचवत नाही.

कार्बन डायऑक्साइडचा पुरवठा आपल्याला कसा मिळतो? ते द्रव म्हणून उच्च दाबाने सिलिंडरमध्ये साठवले जाऊ शकते. सिलिंडरमध्ये एलपीजी कोणत्या स्वरूपात साठवले जाते? सिलिंडरमधून सोडल्यावर, $\mathrm{CO} _{2}$ प्रचंड प्रमाणात आकारमानात विस्तारतो आणि थंड होतो. त्यामुळे ते केवळ आगीभोवती ब्लँकेट तयार करत नाही तर इंधनाचे तापमान देखील कमी करते. म्हणूनच ते एक उत्कृष्ट अग्निशामक यंत्र आहे. $\mathrm{CO} _{2}$ मिळवण्याचा दुसरा मार्ग म्हणजे सोडियम बायकार्बोनेट (बेकिंग सोडा) किंवा पोटॅशियम बायकार्बोनेट सारख्या रसायनांची बरीचशी कोरडी पावडर सोडणे. आगीजवळ, ही रसायने $\mathrm{CO} _{2}$ सोडतात.

बहुतेक प्रकरणांमध्ये काढून टाकता येत नाही. उदाहरणार्थ, जर एखाद्या इमारतीला आग लागली, तर संपूर्ण इमारत हे इंधन आहे.

४.३ दहनाचे प्रकार

स्वयंपाकघरातील गॅस स्टोव्हजवळ जळत असलेली काडी किंवा गॅस लाइटर आणा. गॅस स्टोव्हचा नॉब चालू करा. तुम्ही काय पाहता?

सावधानता : गॅस स्टोव्ह स्वतः हाताळू नका. तुमच्या पालकांकडे मदत मागा.

आपल्याला आढळते की वायू वेगाने जळतो आणि उष्णता आणि प्रकाश निर्माण करतो. अशा दहनाला त्वरित दहन म्हणतात.

फॉस्फरस सारखे पदार्थ आहेत जे खोलीच्या तापमानात हवेत जळतात.

ज्या प्रकारच्या दहनात एखादी सामग्री कोणत्याही स्पष्ट कारणाशिवाय अचानक ज्योतीत स्फोट होतो त्याला स्वयंस्फूर्त दहन म्हणतात.

कोळशाच्या धुळीच्या स्वयंस्फूर्त दहनामुळे कोळसा खाणींमध्ये अनेक विपत्तीजनक आगी झाल्या आहेत. स्वयंस्फूर्त वनाग्नी कधीकधी सूर्याच्या उष्णतेमुळे किंवा विजेच्या आघातामुळे होतात. तथापि, बहुतेक वनाग्नी मानवी लापरवाहीमुळे होतात. हे लक्षात ठेवणे महत्त्वाचे आहे की पिकनिक किंवा भेटीनंतर जंगल सोडण्यापूर्वी कॅम्पफायर पूर्णपणे विझवले पाहिजेत.

सणाच्या दिवशी आपण सामान्यतः आतषबाजी करतो. जेव्हा फटाका पेटवला जातो, तेव्हा उष्णता, प्रकाश आणि आवाजाच्या विकासासह एक अचानक प्रतिक्रिया होते. प्रतिक्रियेत तयार झालेली मोठ्या प्रमाणात वायू मुक्त केली जाते. अशा प्रतिक्रियेला स्फोट म्हणतात. फटाक्यावर दबाव आणल्यास स्फोट देखील होऊ शकतो.

४.४ ज्योत

एलपीजी ज्योत पहा. तुम्ही ज्योतीचा रंग सांगू शकता का? मेणबत्तीच्या ज्योतीचा रंग काय असतो?

इयत्ता सातवीत मॅग्नेशियम रिबन जाळण्याचा तुमचा अनुभव आठवा. जर तुम्हाला सारणी ४.२ मधील उर्वरित वस्तू जाळण्याचा अनुभव नसेल तर तुम्ही आता ते करू शकता.

आकृती ४.८: मेणबत्तीच्या ज्योतीचे रंग आणि स्वयंपाकघरातील स्टोव्हची ज्योत

आकृती ४.९ : मिट्टीच्या दिव्याची ज्योत, मेणबत्ती आणि बन्सन बर्नर

तुमची निरीक्षणे नोंदवा आणि सामग्री जाळल्यावर ज्योत तयार होते की नाही हे नमूद करा.

सारणी ४.२ जाळल्यावर ज्योत तयार करणारी सामग्री

४.५ ज्योतीची रचना

क्रियाकलाप ४.५

एक मेणबत्ती पेटवा (सावधानता: काळजी घ्या). चिमटीने ४-५ सेमी लांब पातळ काचेची नळी धरा आणि त्याचा एक टोक न-लखलखाट करणाऱ्या मेणबत्तीच्या ज्योतीच्या गडद क्षेत्रात ठेवा (आकृती ४.१०). काचेच्या नळीच्या दुसऱ्या टोकाजवळ जळत असलेली काडी आणा. काही काळानंतर तुम्हाला काचेच्या नळीच्या या टोकाला ज्योत पकडलेली दिसते का? जर होय, तर ज्योत कशामुळे तयार होते? लक्षात घ्या की गरम केलेल्या बत्तीजवळचा मेण पटकन वितळतो.

आकृती ४.१०

जे पदार्थ जळताना बाष्पीभवन होतात ते ज्योत देतात. उदाहरणार्थ, मिट्टीचे तेल आणि वितळलेला मेण बत्तीमधून वर येतो आणि जळताना बाष्पीभवन होतो आणि ज्योत तयार