Thermal Engineering, Refrigeration & Power Practice Questions (Q56-60) - Dairy Technology

ICAR PG Dairy Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

In which of the following materials the resistance decreases with increase in temperature ?

निम्नलिखित में से किस सामग्री में तापमान में वृद्धि के साथ प्रतिरोध घटता है?

Copper तांबा Carbon कार्बन Mercury पारा Platinum प्लैटिनम

Temperature coefficient of electrical resistance ($lpha$):

Copper is a pure metallic conductor exhibiting a positive temperature coefficient of resistance (resistance increases with heating due to enhanced lattice phonon scattering).
Carbon (along with semiconductors like silicon and germanium, and electrolytes) possesses a negative temperature coefficient of resistance (NTCR). As temperature rises, covalent bonds break and generate significantly more free charge carriers, reducing its electrical resistance.
Mercury is a liquid metal exhibiting a positive temperature coefficient.
Platinum is a metal with a highly predictable positive temperature coefficient used in resistance thermometers (RTD Pt100).

Therefore, option 2 (Carbon) is the correct answer.

प्रतिरोध का ताप गुणांक (Temperature Coefficient of Resistance):

तांबा एक धातु है जिसका धनात्मक ताप गुणांक होता है (ताप बढ़ने पर प्रतिरोध बढ़ता है)।
कार्बन (तथा अर्धचालक) का ऋणात्मक ताप गुणांक (Negative Temperature Coefficient of Resistance - NTCR) होता है। तापमान में वृद्धि होने पर सहसंयोजक बंध टूटने से अधिक मुक्त आवेश वाहक उपलब्ध होते हैं, जिससे इसका प्रतिरोध घट जाता है।
पारा तरल धातु है और इसका धनात्मक ताप गुणांक होता है।
प्लैटिनम भी धातु है जिसका धनात्मक ताप गुणांक होता है।

अतः विकल्प 2 सही उत्तर है।

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ICAR PG Dairy Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

The compression ratios for diesel engines lie in the range of :

डीजल इंजनों के लिए संपीडन अनुपात (compression ratio) किस परास में होता है?

$30\text{ to }40$ $30\text{ से }40$ $5\text{ to }8$ $5\text{ से }8$ $15\text{ to }20$ $15\text{ से }20$ $3\text{ to }6$ $3\text{ से }6$

Compression ratio ranges in internal combustion engines:

$30\text{ to }40$ is excessively high, which would induce extreme mechanical stresses beyond practical engine cylinder structural limits.
$5\text{ to }8$ (or $6\text{ to }10$) is typical for spark ignition (petrol/gasoline) engines to prevent pre-ignition knocking.
Compression Ignition (Diesel) engines rely solely on the heat of high compression to auto-ignite injected diesel fuel without a spark plug. This requires a high compression ratio standardly in the range of $15\text{ to }20$ (typically $14:1\text{ to }22:1$).
$3\text{ to }6$ is too low for any practical internal combustion engine cycle.

Therefore, option 3 ($15\text{ to }20$) is the correct answer.

आंतरिक दहन इंजनों में संपीडन अनुपात (Compression Ratio):

$30\text{ से }40$ अत्यधिक उच्च है जिससे इंजन घटकों पर अत्यधिक यांत्रिक तनाव पड़ता है।
$5\text{ से }8$ (या $6\text{ से }10$) स्पार्क इग्निशन (पेट्रोल) इंजनों का संपीडन अनुपात होता है।
डीजल इंजन (संपीडन प्रज्वलन इंजन) में ईंधन को स्वतः प्रज्वलित करने हेतु उच्च तापमान और दाब उत्पन्न करने के लिए संपीडन अनुपात $15\text{ से }20$ (सामान्यतः $14:1\text{ से }22:1$) रखा जाता है।
$3\text{ से }6$ अमान्य और बहुत कम मान है।

अतः विकल्प 3 सही उत्तर है।

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ICAR PG Dairy Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

The resultant of two forces with a magnitude of $\frac{a}{4}$ acting at right angle is :

समकोण पर कार्य करने वाले $\frac{a}{4}$ परिमाण के दो बलों का परिणामी बल (resultant) क्या है?

$\frac{a}{2}$ $\frac{a}{2}$ $\frac{a}{2\sqrt{2}}$ $\frac{a}{2\sqrt{2}}$ $\sqrt{2a}$ $\sqrt{2a}$ $\frac{a}{\sqrt{2}}$ $\frac{a}{\sqrt{2}}$

Vector resolution and parallelogram law of forces:

$\frac{a}{2}$ would result from scalar addition $\frac{a}{4} + \frac{a}{4}$, which applies only when angle $\theta = 0^\circ$.
By the parallelogram law of forces, the resultant $R$ of two equal forces $F_1 = F_2 = \frac{a}{4}$ acting at right angle ($\theta = 90^\circ$) is: $R = \sqrt{F_1^2 + F_2^2 + 2 F_1 F_2 \cos 90^\circ} = \sqrt{\left(\frac{a}{4}\right)^2 + \left(\frac{a}{4}\right)^2} = \sqrt{2 \left(\frac{a}{4}\right)^2} = \frac{a \sqrt{2}}{4} = \frac{a}{4 / \sqrt{2}} = \frac{a}{2\sqrt{2}}$.
$\sqrt{2a}$ has incorrect dimensions.
$\frac{a}{\sqrt{2}}$ corresponds to two perpendicular forces of magnitude $a/2$, not $a/4$.

Therefore, option 2 ($\frac{a}{2\sqrt{2}}$) is the correct answer.

बलों के समांतर चतुर्भुज नियम द्वारा परिणामी बल की गणना:

$\frac{a}{2}$ अदिश योग $\frac{a}{4} + \frac{a}{4}$ से प्राप्त होता है, जो $0^\circ$ कोण पर मान्य होता है।
परस्पर समकोण ($90^\circ$) पर कार्यरत दो बलों $F_1 = F_2 = \frac{a}{4}$ का परिणामी बल: $R = \sqrt{F_1^2 + F_2^2} = \sqrt{\left(\frac{a}{4}\right)^2 + \left(\frac{a}{4}\right)^2} = \frac{a}{4}\sqrt{2}$ होता है। $\frac{\sqrt{2}}{4} = \frac{1}{2\sqrt{2}}$ लिखने पर परिणामी बल $R = \frac{a}{2\sqrt{2}}$ प्राप्त होता है।
$\sqrt{2a}$ विमीय रूप से अमान्य है।
$\frac{a}{\sqrt{2}}$ तब प्राप्त होता जब बल $a/2$ परिमाण के होते।

अतः विकल्प 2 सही उत्तर है।

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ICAR PG Dairy Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

What is the resultant force of two forces of magnitude $3\text{ N}$ and $5\text{ N}$ acting at an angle of $60^\circ$ ?

$60^\circ$ के कोण पर कार्यरत $3\text{ N}$ और $5\text{ N}$ परिमाण के दो बलों का परिणामी बल क्या है?

$6\text{ N}$ $6\text{ N}$ $8\text{ N}$ $8\text{ N}$ $7\text{ N}$ $7\text{ N}$ $9\text{ N}$ $9\text{ N}$

ICAR PG Dairy Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

Co-efficient of friction is the ratio of :

घर्षण गुणांक (Co-efficient of friction) किसका अनुपात है?

Force of friction to reaction between two bodies घर्षण बल और दो पिंडों के बीच प्रतिक्रिया का Force of limiting friction to reaction between two bodies सीमांत घर्षण बल और दो पिंडों के बीच प्रतिक्रिया का Force of friction to normal reaction between two bodies घर्षण बल और दो पिंडों के बीच अभिलंब प्रतिक्रिया का Force of limiting friction to normal reaction between two bodies सीमांत घर्षण बल और दो पिंडों के बीच अभिलंब प्रतिक्रिया का

Laws of dry friction (Coulomb friction):

Omits the essential specifications of "limiting" friction and "normal" direction of the reaction force.
Specifies limiting friction but omits that the reaction must be normal (perpendicular) to the contact surfaces.
Specifies normal reaction but refers to variable kinetic or static friction rather than the defined maximum static threshold.
According to the fundamental laws of static friction, the coefficient of static friction ($\mu$) is strictly defined as the constant ratio of the maximum force of limiting friction ($F_{\text{lim}}$) to the normal reaction ($R_N$) pressing the two contacting surfaces together: $\mu = \frac{F_{\text{lim}}}{R_N}$.

Therefore, option 4 (Force of limiting friction to normal reaction between two bodies) is the correct answer.

घर्षण के नियम और घर्षण गुणांक की परिभाषा:

इसमें 'सीमांत' और 'अभिलंब' प्रतिक्रिया स्पष्ट नहीं है।
इसमें प्रतिक्रिया का 'अभिलंब' (normal) होना शामिल नहीं है।
इसमें अधिकतम सीमांत घर्षण का उल्लेख नहीं है।
घर्षण के नियमों के अनुसार स्थैतिक घर्षण गुणांक ($\mu$) दो संपर्क तलों के बीच उत्पन्न अधिकतम सीमांत घर्षण बल ($F_{\text{lim}}$) और अभिलंब प्रतिक्रिया ($R_N$) का अनुपात होता है: $\mu = \frac{F_{\text{lim}}}{R_N}$।

अतः विकल्प 4 सही उत्तर है।

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