آموزش کتاب علوم تجربی پایه ششم ابتدایی
درس سوّم :
کارخانه کاغذسازی
در درس قبل آموختید که با افزایش جمعیت، مصرف سالانه ی کاغذ در سراسر دنیا به شدّت افزایش یافته است؛ به طوری که سالانه باید میلیون ها تُن کاغذ تولید شود. به نظر شما تولید این مقدار کاغذ به روش های سنتّی و دستی امکان پذیر است؟
خیر
اره ، رنده ، غلتک ، سرند ، دستگاه چوب خرد کن و دیگ – جنس آن ها از آهن است.
شکل های زیر، بخش هایی از یک کارخانه ی کاغذ سازی را نشان می دهد.
چه نوع مواد و وسایلی در این کارخانه به کار رفته است؟ جنس وسایل به کار رفته چیست؟
آهن در کارخانه
فلز آهن یکی از موادّی است که به طور گسترده در تولید وسایل یک کارخانه ی کاغذ سازی به کار می رود؛
به طوری که جنس غلتک های بزرگِ مخصوصِ خشک کردن کاغذ، دستگاه چوب خردکن، سَرند، دیگ های خمیرسازی و… از آهن است.
ماشین آلات کشاورزی
ساختمان سازی
حمل و نقل ریلی
صنایع کشتی سازی
فهرستی از صنایع استان، شهر یا روستای خود تهیه و کاربردهای آهن را در هر مورد به طور جداگانه مشخّص کنید.
زیرا : 1 – آهن فلز سخت و سنگین و مقاومی است 2- باعث می شود آب ورقه های کاغذ سریع خارج شود .
چرا برای خشک کردن خمیر کاغذ و تبدیل آن به ورقه های نازک کاغذ از غلتک های بزرگ آهنی استفاده می کنند؟ دو دلیل بیاورید.
سخت و محکم است – در رطوبت و هوای آزاد سریع زنگ می زند
سبک یا سنگین ، سخت یا نرم ؟
در سال های گذشته با برخی از ویژگی های آهن آشنا شدید.
روغن روی آب قرار می گیرد . چوب پنبه نیز روی آب شناور می ماند امّا آهن به دلیل سنگینی به ته لیوان می رود.
در نتیجه :
چوب پنبه از روغن و آب سبک تر است .
آهن از روغن و آب سنگین تر است .
روغن نیز از آب سبک تر است
حال با انجام دادن آزمایش های زیر با ویژگی های جدیدی از آهن آشنا می شوید.
۱- یک لیوان بردارید و تا نصف آن آب بریزید؛ سپس در حدود نصف استکان روغن مایع به آن اضافه کنید. حال یک قطعه چوب پنبه و یک قطعه آهن داخل لیوان بیندازید. چه چیزی مشاهده می کنید؟ نتیجه ی مشاهده ی خود را بنویسید.
کفه ای که فلز روی آن است پایین تر قرار می گیرد ، چون فلز سنگین تر است.
۲- چند قطعه ی چوبی، پلاستیکی و فلزّی با شکل و اندازه ی یکسان بردارید. حال قطعه های چوبی را روی یک کفّه ی ترازو و قطعه های فلزّی را روی کفّه ی دیگر قرار دهید. چه چیزی مشاهده می کنید؟ این عمل را برای قطعه های پلاستیکی نیز انجام دهید و نتیجه ی مشاهده ی خود را بنویسید.
آهن بر اثر ضربه نمی شکند ولی چوب و پلاستیک می شکند.
در حالت اول ، قاشق آهنی روی قاشق های چوبی و پلاستیکی خراش ایجاد می کند در صورتی که در حالت دوم این اتفاق نمی افتد . مقاومت آهن در برابر خراشیدگی بیش تر است.
۳- مانند شکل، سه قاشق و میله ی چوبی، پلاستیکی و آهنی هم شکل بردارید.
الف) با یک جسم سنگین مثل چکش بر سر هر سه میله ضربه های یکسانی وارد کنید. چه چیزی مشاهده می کنید؟
ب) ابتدا نوک قاشق آهنی را محکم روی قاشق چوبی وپلاستیکی بکشید؛ سپس قاشق چوبی را بردارید و محکم روی قاشق آهنی و پلاستیکی بکشید.
چه چیزی مشاهده می کنید؟
فلزها
طلا، مس، آلومینیم و سرب انواع دیگری از فلزها هستند. این فلزّات نیز مانند آهن، جامد، و رسانای جریان برق و گرما هستند. شکل های زیر برخی دیگر از ویژگی های این فلزّات را نشان می دهد.
2- فلزها را می توان به شکل سیم ، ورق و ظرف تبدیل کرد .
3- فلزها سختی بیشتری نسبت به سایر اجسام دارند .
با توجّه به شکل ها و آزمایش هایی که انجام دادید، ویژگی های عمومی فلزها را بنویسید.
۱- فلزها رسانای خوبی برای جریان برق هستند.
فلزّ سرب سمّی است؛ از تماس طولانی مدّت با آن پرهیز کنید.
اصطلاح آهن زنگ نزن به چه معناست؟ به علت فعال بودن فلز آهن وقتی در مجاورت اکسیژن و رطوبت قرار می گیرد ، اصطلاحا ((زنگ می زند)). در واقع آهن با اکسیژن تشکیل اکسید آهن داده که قرمز رنگ بوده و روی آن را می پوشاند. برای استفاده بهتر از آهن و جلوگیری از زنگ زدن آن، آن را گالوانیزه می کنند . در این روش آهن را با فلز روی پوشش می دهند و در نتیجه زمانی که آهن گالوانیزه در معرض محیط مرطوب قرار می گیرد زنگ نمی زند.
اصطلاح آهن زنگ نزن در مورد این فلز اشتباه رایجی است. زمانی که کربن به آهن اضافه شود ، تبدیل به آلیاژ می شود و از حالت عنصری خارج می شود. به این آلیاژ، فولاد گفته می شود که خواصی بهتر از آهن دارد. یک نوع از این فولادها، فولاد زنگ نزن هستند که علاوه بر آهن و کربن عناصری دیگری مانند کروم به آن اضافه شده که باعث ایجاد مقاومت در برابر زنگ زدن در آنها می شود.
پس اصطلاح آهن زنگ نزن اشتباه بوده و فولاد زنگ نزن صحیح می باشد.
موارد کاربرد:
مخازن نگهدارنده موادشیمیایی – لوازم آشپزخانه – لوله های صنعتی –نمای خارجی بناها – استراکچرها
با کمک بزرگ ترها و با استفاده از اینترنت و منابع دیگر درباره ی ‹ آهن زنگ نزن › اطّلاعاتی را جمع آوری کنید و به صورت روزنامه ی دیواری به کلاس گزارش دهید.
دستبند : طلا ( چون نرم و انعطاف پذیر است و به هر شکلی در می آید ) ، مس ( باعث مقاوم شدن آن می شود.)
اتومبیل : آهن ( برای بدنه چون فلز مقاوم و محکمی است ) ، مس ( برای سیم کشی خودرو چون رسانای خوب برق است.)
روکش قرص : آلومینیوم ( به راحتی به ورقه های نازک تبدیل می شود. )
دوچرخه : آلومینیوم ( سبک و مقاوم است.)
فرغون : آهن ( محکم و سخت است.)
سیم برق : مس ( رسانای خوب برق است.)
برای ساختن هر یک از وسایل روبه رو از کدام یک از فلزهای آهن، مس، آلومینیم و طلا استفاده می کنند؟ به چه دلیل؟
اسیدها
در تولید خمیر کاغذ، علاوه بر آب اکسیژنه، اسید نیز وجود دارد. اسیدها موادّی هستند که در زندگی روزانه ی ما و صنایع مختلف کاربرد دارند؛ به طوری که می توان آنها را به دو دسته ی خوراکی و صنعتی دسته بندی کرد. اسیدهای صنعتی مانند جوهرنمک سمّی، غیرقابل لمس کردن و خوردن هستند. اسیدهای خوراکی را با مزه ی ترش آنها می شناسند.
سرکه ترشی : نارنجی
پرتقال و کیوی : نارنجی کم رنگ
لیموترش : قرمز کم رنگ
جوهر نمک : قرمز پررنگ
نتیجه گیری : جوهر نمک ، اسید بسیار قوی تری است ، زیرا تغییر رنگ قرمز دارد.
چند عدد میوه مانند لیموترش، پرتقال و کیوی، سرکه ی ترشی و مقداری محلول رقیق جوهر نمک و کاغذ پی اچ آماده کنید. کاغذ پی اچ وسیله ی شناسایی اسیدها است. تکّه ای از کاغذ پی اچ را به هر یک از مواد آغشته کنید. مشاهدات خود را بنویسید.
از لمس، بو و مزه کردن اسیدهای صنعتی جدّاً خودداری کنید.
باید از تماس مستقیم آن با دست جلوگیری کنیم ، چون جوهر نمک بسیار قوی و سمّی است. هم چنین تنفّس بخار ناشی از محلول جوهرنمک بسیار خطرناک است.
از این اسید برای جرم گیری از سطوح مختلف مثل سرویس بهداشتی، کاشی، سرامیک، موزاییک و… استفاده می شود. هیدروکلریک اسید در معده نیزوجود دارد و به هضم غذا کمک می کند. این اسید دارای خاصیت پاک کنندگی قوی می باشد.
۱- در زندگی روزانه از جوهرنمک در چه کارهایی استفاده می کنیم؟
۲- هنگام استفاده از جوهرنمک در خانه چه نکاتی را باید رعایت کرد؟
سنگ مرمر کاملا در جوهر نمک حل می شود مقداری از سنگ مرمر در سرکه حل می شود سنگ مرمر در آب حل نمی شود.
۱- سه لیوان بردارید و آنها را شماره گذاری کنید. داخل هر کدام یک تکهّ ی خرد شده از سنگ مرمر بیندازید ( می توانید این تکهّ سنگ ها را از کنار محل ساخت وساز ساختمان ها تهیه کنید)؛ سپس به لیوان اوّلی ۱۰ میلی لیتر آب، به دومی ۱۰ میلی لیتر سرکه و به سومی ۱۰ میلی لیتر جوهرنمک اضافه کنید. پس از نیم ساعت مشاهدات خود را یادداشت کنید.
با گذشت زمان برگ کم رنگ می شود تا این که رنگ سبز برگ ناپدید می گردد.
میزانPH (قدرت اسیدی) آب را تغییر می دهد و باعث مرگ آبزیان می شود.
۲- یک گیاه ( مانند گل رز و…) را به کلاس بیاورید و به کمک پَنس و پنبه یکی از برگ های آن را به جوهر نمک آغشته کنید. پس از نیم ساعت مشاهدات خود را یادداشت کنید.
چرا ورود فاضلاب کارخانه به رودخانه ها، مزارع و … به آنها آسیب می رساند؟
در شکل های زیر میزان برق مصرفی برای تهیه ی کاغذ از مادّه ی اوّلیه ( تنه ی درخت) و بازیافت کاغذهای باطله نشان داده شده است. این روش ها را از جنبه های زیر باهم مقایسه کنید:
آ) مقدار مصرف برق ب) آلودگی هوا
پ) قیمت تمام شده ت) مقدار مصرف آب
آ) مقدار مصرف برق : در روش تهیّه کاغذ از بازیافت کاغذهای باطله در مصرف برق صرفه جویی می شود.
ب) آلودگی هوا : قطع درختان باعث نابودی جنگل می شود و آلودگی هوا افزایش می یابد.
پ) قیمت تمام شده : هزینه ی تهیّه کاغذ از تنه ی درختان زیاد است.
ت) مقدار مصرف آب : در روش بازیافتی کم تر است.
درباره ی یک کارخانه در محلّ زندگی خود اطّلاعاتی جمع آوری و به صورت روزنامه دیواری به کلاس گزارش کنید.
سئوالات متن درس سوم کتاب علوم تجربی ششم ابتدایی
1. کدام فلز برای ساخت کارخانه ی کاغذ سازی به طور گسترده استفاده می شود ؟ آهن
2. چه قسمت هایی از کارخانه ی کاغذ سازی از آهن ساخته شده است ؟ 1) دستگاه چوب خرد کن 2) سرند 3) دیگ خمیر سازی 4) غلتک ها
3.چهار ویژگی آهن را نام ببرید. 1) به فراوانی یافت می شود. 2) از مواد مهم تشکیل دهنده زمین است . 3) سخت و محکم است . 4) در رطوبت و هوای آزاد سریع زنگ می زند.
4. چهار ویژگی مشترک فلزات را بنویسید. 1) رسانای خوبی برای جریان برق هستند. 2) سطح تازه بریده ی آن ها براق است. 3) با ضربه نمی شکنند. 4) به صورت ورقه و مفتول در می آیند.
5. دو ماده که در مرحله ی تهیّه خمیر کاغذ استفاده می شوند کدام اند ؟ 1) آب اکسیژنه 2) اسید
6. اسید ها به چند دسته تقسیم می شوند نام ببرید ؟ دو دسته : 1) اسید خوراکی 2) اسید صنعتی
7. سه ویژگی اسیدهای صنعتی را بیان کنید. 1) سمّی اند 2) غیر قابل لمس اند 3) خوردنی نیستند.
8. دو اسید صنعتی نام ببرید. 1) جوهر نمک 2) جوهر گوگرد یا همان سولفوریک اسید
9. اسید های خوراکی چه مزه ای دارند ؟ ترش مزه اند.
10. چند اسید خوراکی نام ببرید. سرکه ، آبلیمو و ویتامین ث موجود در برخی میوه ها مانند کیوی
11. کدام یک از ویژگی های آهن سبب شده تا این فلز به طور وسیع در صنعت کاغذ سازی و اغلب صنایع بزرگ کاربرد داشته باشد ؟ 1) فراوان است 2) هزینه ی استخراج آن نسبت به فلزات دیگر کمتر است.
12. در کدام سوره ی قرآن ، قدرت و استحکام آهن و فایده ی آن برای انسان بیان شده است ؟ سوره ی حدید ، آیه ی 25
13. اگر مقداری سرکه یا آبلیمو را روی موزاییک یا سنگ مرمر بریزید چه اتفاقی می افتد ؟ مرمر یا موزاییک در اسید حل می شود موزاییک و سنگ مرمر از آهک ساخته شده اند در واقع هر سنگی آهک داشته باشد ، با اسید واکنش می دهد.
14. آیا تولید کاغذ مورد نیاز به روش سنتی و دستی امکان پذیر است ؟ خیر
15. چه نوع مواد و وسایلی در کارخانه کاغذ سازی به کار رفته است ؟ جنس وسایل به کار رفته از چیست ؟ اره ، رنده ، غلتک ، سرند ، دستگاه چوب خرد کن و دیگ – جنس آن ها از آهن است.