Railway Exam — General Science Complete Notes (Physics + Chemistry + Biology)

Railway

BharatExams.in — Railway Special • Module 5

🔬 सामान्य विज्ञान — सम्पूर्ण अध्ययन नोट्स

General Science — Physics + Chemistry + Biology

RRB NTPC • Group D • ALP • Technician • RPF — सभी Railway परीक्षाओं हेतु

📋 इस Module में क्या है?

⚛ Physics (भौतिकी)
🧪 Chemistry (रसायन)
🧬 Biology (जीव विज्ञान)
✅ गति व बल के नियम
✅ पदार्थ व परमाणु
✅ कोशिका संरचना
✅ कार्य, ऊर्जा व शक्ति
✅ अम्ल-क्षार-लवण
✅ मानव शरीर तंत्र
✅ ध्वनि व प्रकाश
✅ धातु-अधातु
✅ रोग व पोषण
✅ विद्युत व चुम्बकत्व
✅ कार्बन यौगिक
✅ पादप विज्ञान
⚛ PART A — भौतिक विज्ञान (Physics)

📌 Chapter P1: गति (Motion)

राशि (Quantity) सूत्र (Formula) SI इकाई Star ⭐
दूरी (Distance)d = S × tमीटर (m)★★★★★
वेग (Velocity)v = d/tm/s★★★★★
त्वरण (Acceleration)a = (v−u)/tm/s²★★★★
Newton 1st Lawजड़त्व का नियम — बाहरी बल न लगे तो अवस्था नहीं बदलती★★★★★
Newton 2nd LawF = maNewton (N)★★★★★
Newton 3rd Lawक्रिया = प्रतिक्रिया (opposite direction)★★★★★
⚡ Motion Equations (Kinematics):
v = u + at
s = ut + ½at²
v² = u² + 2as
s_n = u + a(2n−1)/2 (nth second distance)
Free Fall: g = 9.8 m/s² ≈ 10 m/s² | ऊपर जाने पर −g, नीचे आने पर +g

📌 Chapter P2: कार्य, ऊर्जा एवं शक्ति

कार्य (Work): W = F × d × cosθ; इकाई = Joule (J)
शक्ति (Power): P = W/t; इकाई = Watt (W); 1 HP = 746 W
गतिज ऊर्जा: KE = ½mv²
स्थितिज ऊर्जा: PE = mgh
यांत्रिक ऊर्जा: KE + PE = constant
1 kWh (यूनिट) = 3.6×10⁶ J
ऊर्जा संरक्षण नियम: ऊर्जा न बनाई जा सकती है न नष्ट की जा सकती है; केवल रूप बदलती है।

📌 Chapter P3: गुरुत्वाकर्षण (Gravitation)

Newton's Law of Gravitation: F = Gm₁m₂/r² | G = 6.674×10⁻¹¹ N·m²/kg²
g (पृथ्वी): 9.8 m/s² (भूमध्य रेखा पर कम, ध्रुवों पर अधिक)
g चन्द्रमा पर: g/6 = 1.63 m/s² (पृथ्वी का 1/6)
Escape Velocity (पृथ्वी): 11.2 km/s
Orbital Velocity (LEO): ~7.9 km/s
Kepler's 3rd Law: T² ∝ r³ (परिक्रमा काल² ∝ कक्षा त्रिज्या³)

📌 Chapter P4: ध्वनि (Sound)

तथ्य विवरण Star
ध्वनि की प्रकृतिअनुदैर्ध्य तरंग (Longitudinal Wave); माध्यम आवश्यक★★★★★
वायु में वेग0°C पर 332 m/s; तापमान↑ → वेग↑★★★★★
माध्यमों में वेगठोस > द्रव > गैस (लोहे में ~5000 m/s)★★★★★
श्रव्य श्रेणी20 Hz – 20,000 Hz (मानव कान)★★★★
Ultrasound>20,000 Hz; Sonar, Medical Imaging में उपयोग★★★★
Infrasound<20 Hz; हाथी, व्हेल द्वारा उपयोग; भूकंप-पूर्व★★★
प्रतिध्वनि (Echo)न्यूनतम दूरी 17.2 m (0°C); 1/10 sec बाद सुनाई दे★★★★

📌 Chapter P5: प्रकाश (Light)

अवधारणा विवरण
प्रकाश की गति3×10⁸ m/s (vacuum); माध्यम में कम होती है
परावर्तन नियमआपतन कोण = परावर्तन कोण; आपतित किरण, अभिलम्ब और परावर्तित किरण एक तल में
अपवर्तन (Refraction)Snell's Law: n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂; कम घने→अधिक घने माध्यम → गति कम, झुकाव अभिलम्ब की ओर
TIR (पूर्ण आन्तरिक परावर्तन)क्रांतिक कोण से अधिक → Optical Fibre, हीरे की चमक, Mirage
दर्पण / लेंस सूत्र1/f = 1/v + 1/u (mirror); 1/f = 1/v − 1/u (lens)
VIBGYOR (वर्णक्रम)Violet, Indigo, Blue, Green, Yellow, Orange, Red — बैंजनी का सबसे अधिक विचलन, लाल का सबसे कम
मानव नेत्र दोषनिकट दृष्टि (Myopia) → अवतल लेंस; दूर दृष्टि (Hypermetropia) → उत्तल लेंस; अबिन्दुकता → बेलनाकार लेंस

📌 Chapter P6: ऊष्मा (Heat & Thermodynamics)

Temperature Conversion: °C = (°F−32)×5/9; K = °C+273.15
Absolute Zero: 0 K = −273.15°C (न्यूनतम संभव तापमान)
Heat Transfer: चालन (Conduction) — ठोस; संवहन (Convection) — द्रव/गैस; विकिरण (Radiation) — माध्यम नहीं चाहिए
Specific Heat: Q = mcΔT; पानी की विशिष्ट ऊष्मा = 4200 J/kg°C (सर्वाधिक)
Latent Heat (गुप्त ऊष्मा): बर्फ का गलनांक = 3.36×10⁵ J/kg; पानी का वाष्पीकरण = 2.26×10⁶ J/kg
Thermodynamics 1st Law: ΔU = Q − W (ऊर्जा संरक्षण)
2nd Law: ऊष्मा स्वयं ठंडे से गर्म की ओर नहीं जाती

📌 Chapter P7: विद्युत (Electricity)

नियम/सूत्र विवरण Star
Ohm's LawV = IR; V = Volt, I = Ampere, R = Ohm (Ω)★★★★★
PowerP = VI = I²R = V²/R★★★★★
SeriesR_total = R₁+R₂+R₃; धारा समान; वोल्टेज विभाजित★★★★★
Parallel1/R = 1/R₁+1/R₂+1/R₃; वोल्टेज समान; धारा विभाजित★★★★★
Faraday's LawEMF ∝ −dΦ/dt (चुम्बकीय flux में बदलाव → EMF); आधार: Generator, Transformer★★★★
AC vs DCAC = घरेलू विद्युत (50 Hz, 220V); DC = Battery, Solar cell; Transformer only AC★★★★

📌 Chapter P8: आधुनिक भौतिकी & विविध

Radioactivity: α (हीलियम नाभिक, +2e), β (इलेक्ट्रॉन/पोजिट्रॉन), γ (EM तरंग, सर्वाधिक भेदन शक्ति)
Half-Life: जितने समय में पदार्थ आधा रह जाए
Nuclear Fission: भारी नाभिक टूटता है → ऊर्जा; Nuclear Reactor, Atom Bomb
Nuclear Fusion: हल्के नाभिक जुड़ते हैं → अधिक ऊर्जा; सूर्य की ऊर्जा; Hydrogen Bomb
Laser: Stimulated Emission of Radiation; एकवर्णी, सुसंगत प्रकाश
Semiconductor: Silicon, Germanium; Diode (AC→DC), Transistor (Amplifier/Switch)
Electromagnetic Spectrum: Radio → Microwave → IR → Visible → UV → X-ray → γ-ray (आवृत्ति बढ़ती है →)
🧪 PART B — रसायन विज्ञान (Chemistry)

📌 Chapter C1: पदार्थ एवं परमाणु संरचना

कण आवेश द्रव्यमान (amu) स्थान
Proton (प्रोटॉन)+11.007नाभिक में
Neutron (न्यूट्रॉन)01.008नाभिक में
Electron (इलेक्ट्रॉन)−11/1837कक्षाओं में
⚡ Periodic Table Key Facts:
  • Period 1 (H, He) → 2 तत्व; Period 2 → 8 (Li to Ne); Period 3 → 8 (Na to Ar)
  • अवधि (Period): बाईं से दाईं → atomic radius↓, ionisation energy↑, electronegativity↑
  • समूह (Group): ऊपर से नीचे → atomic radius↑, ionisation energy↓
  • Alkali Metals (Group 1): Li, Na, K, Rb, Cs, Fr — सबसे reactive metals
  • Halogens (Group 17): F, Cl, Br, I — सबसे reactive non-metals
  • Noble Gases (Group 18): He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn — अक्रिय
  • Lanthanides + Actinides — f-block elements

📌 Chapter C2: रासायनिक आबंध (Chemical Bonding)

Bond Type तत्व उदाहरण
Ionic BondMetal + Non-metalNaCl, KCl, MgO, CaCl₂
Covalent BondNon-metal + Non-metalH₂O, CO₂, CH₄, NH₃, HCl
Metallic BondMetal + MetalCu, Fe, Au, Alloys

📌 Chapter C3: अम्ल, क्षार एवं लवण

अम्ल / क्षार सूत्र उपयोग / प्राकृतिक स्रोत
HCl (हाइड्रोक्लोरिक अम्ल)HClआमाशय रस, Bleaching
H₂SO₄ (गन्धक का अम्ल)H₂SO₄Battery, Fertilizer, सबसे strong mineral acid
HNO₃ (नाइट्रिक अम्ल)HNO₃Fertilizer, Explosive
CH₃COOH (सिरका)Acetic acidअचार, Vinegar
NaOH (सोडा लाई)Baseसाबुन, Paper
Ca(OH)₂ (चूने का पानी)BaseWhitewash; CO₂ से दूधिया होता है
NaHCO₃ (बेकिंग सोडा)SaltBaking; अम्लता में राहत (Antacid)
Na₂CO₃ (धावन सोडा)SaltWashing soda; Glass, Soap
⚡ pH Scale: 0–6.9 = Acid; 7 = Neutral; 7.1–14 = Base | pH<7 → H⁺ अधिक; pH>7 → OH⁻ अधिक
Indicators: Litmus — Red paper: Base में Blue; Blue paper: Acid में Red | Methyl Orange: Acid→Red; Base→Yellow | Phenolphthalein: Acid→Colourless; Base→Pink

📌 Chapter C4: धातु एवं अधातु

धातु रासायनिक सूत्र महत्वपूर्ण तथ्य
लोहा (Iron)Feसर्वाधिक उपयोग; जंग = Fe₂O₃; Steel = Fe + C
ताँबा (Copper)Cuसर्वोत्तम विद्युत सुचालक (Silver के बाद); Bronze = Cu+Sn; Brass = Cu+Zn
एल्युमिनियम (Aluminium)Alसर्वाधिक प्रचुर धातु; Bauxite से; Lightweight
सोना (Gold)Auसबसे अधिक आघातवर्ध्य; 24 कैरट = शुद्ध सोना
पारा (Mercury)Hgकमरे के तापमान पर द्रव धातु; Thermometer में
जिंक (Zinc)ZnGalvanisation (लोहे को जंग से बचाना)
हीरा (Diamond)C (allotrope)सबसे कठोर पदार्थ; Carbon का allotrope; विद्युत कुचालक
ग्रेफाइटC (allotrope)Carbon का allotrope; विद्युत सुचालक; Pencil lead, Lubricant

📌 Chapter C5: कार्बन यौगिक एवं महत्वपूर्ण रसायन

हाइड्रोकार्बन: Methane (CH₄)=gobar gas; Ethylene (C₂H₄)=ripening; Acetylene (C₂H₂)=welding; Benzene (C₆H₆)=fuel
LPG: Butane (C₄H₁₀) + Propane (C₃H₈); घरेलू ईंधन
CNG: Methane (CH₄); वाहन ईंधन — कम प्रदूषणकारी
Soap & Detergent: Soap — fatty acid + NaOH/KOH; Detergent — synthetic; दोनों emulsification द्वारा काम करते हैं
Polymer (बहुलक): Nylon-6,6 (Polyamide), Polyester (PET), Polythene, Rubber (Natural = Isoprene; Vulcanised = S added)
महत्वपूर्ण रासायनिक सूत्र: जल = H₂O; सूखी बर्फ = CO₂ (solid); Bleaching Powder = CaOCl₂; Plaster of Paris = CaSO₄.½H₂O; Common Salt = NaCl; Chalk = CaCO₃

📌 Chapter C6: रासायनिक अभिक्रियाएँ

अभिक्रिया प्रकार उदाहरण पहचान
संयोजन (Combination)2H₂+O₂→2H₂O; C+O₂→CO₂A+B→AB
वियोजन (Decomposition)2H₂O→2H₂+O₂; CaCO₃→CaO+CO₂AB→A+B
विस्थापन (Displacement)Zn+H₂SO₄→ZnSO₄+H₂↑; Fe+CuSO₄→FeSO₄+CuA+BC→AC+B
द्विविस्थापनNaCl+AgNO₃→AgCl↓+NaNO₃AB+CD→AD+CB
RedoxFe जंग: 4Fe+3O₂→2Fe₂O₃ (oxidation)Oxidation+Reduction साथ
🧬 PART C — जीव विज्ञान (Biology)

📌 Chapter B1: कोशिका (Cell)

अंगक (Organelle) कार्य Star
Nucleus (केन्द्रक)कोशिका नियंत्रण; DNA/RNA; आनुवंशिकी का केन्द्र★★★★★
Mitochondria (माइटोकॉण्ड्रिया)ATP उत्पादन = "कोशिका का बिजलीघर (Powerhouse)"★★★★★
Chloroplast (हरितलवक)प्रकाश संश्लेषण; केवल पादप कोशिका में; Thylakoid में Chlorophyll★★★★★
Ribosome (राइबोसोम)Protein संश्लेषण; "कोशिका की रसोई"★★★★
Golgi ApparatusProtein पैकेजिंग व स्राव; "कोशिका का डाकघर"★★★★
Lysosome (लाइसोसोम)पाचन तंत्र; "Suicide Bag" — स्वपाचन★★★★
Vacuole (रिक्तिका)पादप में बड़ी (Cell sap); जन्तु में छोटी★★★
⚡ Prokaryote vs Eukaryote:
Prokaryote: कोई membrane-bound nucleus नहीं; Bacteria, Cyanobacteria | Eukaryote: Nucleus present; Plants, Animals, Fungi
Plant vs Animal Cell: Plant में Cell Wall (Cellulose), Chloroplast, बड़ी Vacuole होती है — Animal में नहीं।
Cell Division: Mitosis = समान कोशिकाएँ (body growth); Meiosis = आधे chromosome वाली कोशिकाएँ (Gamete formation)

📌 Chapter B2: प्रकाश-संश्लेषण एवं श्वसन

🌿 Photosynthesis
6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ (Light + Chlorophyll)
Light Reaction: Thylakoid में; ATP + NADPH बनता है; O₂ निकलता है
Dark Reaction (Calvin Cycle): Stroma में; CO₂ fix होता है → Glucose
C3 vs C4: C3 = Rice, Wheat, Potato; C4 = Sugarcane, Maize (अधिक efficient)
💨 Respiration
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 38 ATP (Aerobic)
Glycolysis: Cytoplasm में; 2 ATP; Glucose→2 Pyruvate
Krebs Cycle: Mitochondria matrix में; CO₂ + NADH
Anaerobic: Yeast→ Alcohol+CO₂ (Fermentation); Muscle→ Lactic acid

📌 Chapter B3: मानव पाचन तंत्र (Digestive System)

अंग स्रावित एन्जाइम/रस कार्य
मुख (Mouth)Saliva → Salivary Amylase (Ptyalin)Starch → Maltose
आमाशय (Stomach)Gastric juice → HCl + PepsinProtein पाचन; HCl bacteria नष्ट करे
छोटी आँत (Small Intestine)Pancreatic juice + Bile + Intestinal juiceFat, Protein, Carb — सभी का पाचन; absorption
यकृत (Liver)Bile (पित्त)Fat emulsification; सबसे बड़ी ग्रंथि
अग्न्याशय (Pancreas)Pancreatic juice: Trypsin, Lipase, AmylaseProtein+Fat+Starch पाचन; Insulin (रक्त शर्करा)
बड़ी आँत (Large Intestine)जल अवशोषण; अपशिष्ट उत्सर्जन

📌 Chapter B4: परिसंचरण तंत्र (Circulatory System)

हृदय (Heart): 4 chambers — 2 Auricle (Atrium) + 2 Ventricle; बाएँ Ventricle की दीवार मोटी (systemic circuit)
Blood Groups: A, B, AB, O | AB = Universal Recipient; O = Universal Donor | Rh+/Rh−
Blood Components: RBC (Haemoglobin — O₂ transport; 120 दिन जीवन); WBC (Leucocyte — immunity); Platelets (Thrombocyte — clotting); Plasma (55%)
Blood Pressure: Normal = 120/80 mmHg; Systolic/Diastolic
Arteries: Heart से बाहर (O₂ युक्त, Pulmonary artery छोड़कर); Veins: Heart की ओर (CO₂ युक्त, Pulmonary vein छोड़कर)
Lymph (लसीका): WBC rich; Immunity; Lipid transport

📌 Chapter B5: श्वसन तंत्र (Respiratory System)

Path: Nose → Pharynx → Larynx → Trachea → Bronchi → Bronchioles → Alveoli (वायु कूप)
Alveoli: O₂/CO₂ exchange होता है; सतह क्षेत्र अधिकतम — ~70 m²
Breathing Rate: Normal = 16−18/min; Exercise में↑
Diaphragm (मध्यपट): श्वसन की मुख्य पेशी — नीचे जाने पर श्वास लेते हैं (Inspiration)
Haemoglobin: O₂ → oxyhemoglobin; CO₂ → carbaminohaemoglobin
Vital Capacity: सामान्य = 4.5L; Tidal Volume = 500 mL

📌 Chapter B6: तंत्रिका तंत्र (Nervous System)

भाग विवरण Star
Neuron (तंत्रिका कोशिका)तंत्रिका तंत्र की इकाई; Dendrite→Cell Body→Axon→Synapse★★★★★
मस्तिष्क (Brain)Cerebrum (सोच/स्मृति), Cerebellum (संतुलन), Medulla (श्वसन/हृदय)★★★★★
रीढ़ (Spinal Cord)Reflex Action का केन्द्र; 31 pairs Spinal Nerves★★★★
Reflex Actionअनैच्छिक तत्काल प्रतिक्रिया; Stimulus→Receptor→Spinal Cord→Effector★★★★
Hormones (अंतःस्रावी)Pituitary (Master gland) → Growth hormone; Thyroid → Thyroxine (BMR); Pancreas → Insulin; Adrenal → Adrenaline★★★★★

📌 Chapter B7: उत्सर्जन एवं जनन तंत्र

💧 Excretory System
Kidney (वृक्क): Nephron = functional unit; Urine बनाता है
Urine: 95% Water, 2% Urea, Salts
Dialysis: Kidney failure में कृत्रिम blood filtering
Skin: Sweat द्वारा NaCl + Water उत्सर्जन
Lungs: CO₂ + H₂O vapour उत्सर्जन
🧬 Genetics (आनुवंशिकी)
DNA: Deoxyribose sugar + Phosphate + Base; Double Helix (Watson-Crick)
Bases: A-T, G-C (pairing)
Gene: DNA का वह भाग जो एक लक्षण नियंत्रित करे
Chromosome: मानव = 46 (23 pairs); XX=Female, XY=Male
Mendel's Laws: Dominance, Segregation, Independent Assortment

📌 Chapter B8: रोग एवं कारण

रोग कारक वाहक/प्रसार Star
मलेरिया (Malaria)Plasmodium (Protozoa)मादा Anopheles मच्छर★★★★★
डेंगू (Dengue)Dengue VirusAedes मच्छर (दिन में काटता है)★★★★★
तपेदिक (TB)Mycobacterium tuberculosisवायु; खाँसने/छींकने से★★★★★
हैजा (Cholera)Vibrio choleraeदूषित जल/भोजन★★★★
AIDSHIV Virusरक्त, यौन सम्पर्क; T-lymphocytes नष्ट★★★★★
COVID-19SARS-CoV-2 Virusवायु droplets; Respiratory system★★★★★
मधुमेह (Diabetes)Insulin की कमीNon-communicable; रक्त में ग्लूकोज↑★★★★

📌 Chapter B9: पोषण एवं विटामिन

विटामिन रासायनिक नाम कमी से रोग Star
Vitamin ARetinolरतौंधी (Night Blindness), Xerophthalmia★★★★★
Vitamin B₁Thiamineबेरी-बेरी (Beri-Beri)★★★★★
Vitamin B₂RiboflavinAriboflavinosis (मुँह के छाले)★★★★
Vitamin CAscorbic Acidस्कर्वी (Scurvy) — मसूड़ों से खून★★★★★
Vitamin DCalciferolरिकेट्स (Rickets) — बच्चों में; सूर्य प्रकाश से मिलता है★★★★★
Vitamin ETocopherolAntioxidant; प्रजनन में सहायक★★★
Vitamin KPhylloquinoneरक्त का थक्का नहीं बनना★★★★
⚡ Mineral Deficiency:
  • Iron (Fe): Anaemia (रक्ताल्पता) — Haemoglobin कम
  • Calcium (Ca): Osteoporosis (हड्डियाँ कमजोर), Tetany
  • Iodine (I): Goitre (घेंघा रोग) — thyroid का बढ़ना
  • Fluorine (F): कम → Dental caries; अधिक → Fluorosis
  • Zinc (Zn): Dwarfism, Skin disease

📌 Chapter B10: पादप एवं प्राणि जगत (Overview)

Kingdom Cell Type उदाहरण Star
MoneraProkaryoteBacteria, Cyanobacteria (नीले-हरे शैवाल)★★★★
ProtistaEukaryote (unicellular)Amoeba, Euglena, Paramecium, Plasmodium★★★★
FungiEukaryote; Chitin cell wallYeast (fermentation), Mushroom, Penicillium★★★★
PlantaeCell Wall (Cellulose)Bryophyta, Pteridophyta, Gymnosperm, Angiosperm★★★★
AnimaliaNo Cell Wall; HeterotrophPorifera, Arthropoda, Mammalia, Aves★★★★

📌 Chapter B11: पारिस्थितिकी एवं पर्यावरण

Food Chain: Producer → Primary Consumer → Secondary Consumer → Tertiary Consumer
E.g.: Grass → Grasshopper → Frog → Snake → Hawk
Energy Flow: 10% Rule — प्रत्येक trophic level पर 10% ऊर्जा स्थानान्तरित होती है
Greenhouse Gases: CO₂, CH₄, N₂O, H₂O vapour, Ozone; Global Warming → Temperature↑
Ozone Layer: Stratosphere में; UV radiation को रोकती है; CFC से क्षरण
Biodiversity Hotspots (India): Western Ghats, Eastern Himalaya, Indo-Burma, Sundaland
Endangered Species (India): Bengal Tiger, Indian Rhino, Snow Leopard, Gangetic Dolphin, Great Indian Bustard

⚡ Module 5 — Super Quick Revision

⚛ Physics:
🧪 Chemistry:
F=ma; v=u+at; W=Fs; KE=½mv²; g=9.8 m/s²
pH<7=Acid; NaCl=Common Salt; H₂SO₄=Battery
Sound: Solid>Liquid>Gas; 332 m/s (air, 0°C)
Au=Gold; Hg=Mercury (liquid metal); Al=most abundant
VIBGYOR: Violet most bent in prism; c=3×10⁸ m/s
CH₄=Gobar gas; LPG=Butane+Propane; CNG=Methane
V=IR; P=VI; AC=50Hz 220V; Nuclear Fission=Reactor
DNA=Double Helix; A-T, G-C pairing; 46 chromosomes
🧬 Biology:
Malaria=Plasmodium+Anopheles; TB=M.tuberculosis
Mitochondria=Powerhouse; Lysosome=Suicide Bag
Vit A→Night Blindness; C→Scurvy; D→Rickets; B₁→BeriBeri
AB=Universal Recipient; O=Universal Donor
Photosynthesis: 6CO₂+6H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂
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