מתכות נמצאות כמעט בכל מקום סביבנו: בכלי מטבח, במכוניות, במבנים, בחוטי חשמל, במחשבים, בטלפונים ובתכשיטים.
אבל מה הופך חומר למתכת? אילו תכונות משותפות למתכות שונות? ולמה משתמשים בנחושת לחוטי חשמל, בברזל לבניית מבנים ובזהב לייצור תכשיטים?
בעמוד זה תוכלו ללמוד את הנושאים המרכזיים בנושא מתכות לכיתה ה', לקרוא סיכום קצר וברור, לענות על שאלות לתרגול ולהמשיך לתרגול מקיף לקראת מבחן במדעים.
נושא המתכות הוא חלק מתחום החומרים הנלמד במסגרת תוכנית הלימודים של מדעים לכיתה ה'.
במסגרת הלימודים מכירים מתכות שונות, בודקים את התכונות המשותפות והייחודיות שלהן ולומדים כיצד תכונות אלה משפיעות על השימושים שאנו עושים בכל מתכת.
בין הנושאים המרכזיים:
תוכנית הלימודים כוללת גם השוואה בין נחושת, אלומיניום, ברזל ובדיל על פי צבע, מצב צבירה, ברק, מוליכות חום, מוליכות חשמל ויכולת ריקוע.
מתכות הן סוג של חומרים בעלי כמה תכונות משותפות. האדם משתמש במתכות כבר אלפי שנים לייצור כלים, מבנים, אמצעי תחבורה, מכשירים, תכשיטים ומוצרים רבים נוספים.
ברזל, נחושת, אלומיניום, בדיל, זהב וכסף הם דוגמאות למתכות.
למרות התכונות המשותפות, לא כל המתכות זהות. לכל מתכת יש תכונות ייחודיות, ולכן מתכות שונות מתאימות לשימושים שונים.
לדוגמה, נחושת מתאימה לייצור חוטי חשמל משום שהיא מוליכה חשמל היטב. ברזל ופלדה מתאימים לבניית מבנים וכלי תחבורה בשל החוזק שלהם. זהב וכסף משמשים לייצור תכשיטים בזכות המראה המבריק שלהם ותכונותיהם הייחודיות.
מתכות מוליכות חשמל. כלומר, הן מאפשרות לזרם חשמלי לעבור דרכן.
בזכות תכונה זו משתמשים במתכות לייצור חוטים, כבלים ורכיבים הנמצאים בתוך מכשירי חשמל. נחושת היא דוגמה למתכת שמוליכה חשמל היטב ולכן נעשה בה שימוש רב בתעשיית החשמל.
מתכות מסוגלות להעביר חום ממקום למקום.
מסיבה זו, כלים רבים המשמשים לבישול ולחימום עשויים מתכת. כאשר מחממים סיר מתכת, החום עובר דרך המתכת אל המזון שנמצא בתוכו.
מתכות רבות הן בעלות מראה מבריק. ניתן לראות את הברק שלהן בתכשיטים, בכלי אוכל ובמוצרים נוספים.
עם זאת, לא כל המתכות מבריקות באותה מידה. גם מצב המתכת, הלכלוך והעיבוד שעברה יכולים להשפיע על המראה שלה.
רוב המתכות מוצקות בטמפרטורת החדר. הכספית היא יוצאת דופן, והיא נמצאת במצב נוזלי בטמפרטורת החדר.
מתכות רבות ניתנות לריקוע. כלומר, אפשר להפעיל עליהן כוח, לשטח אותן ולעצב אותן לצורות שונות מבלי שיישברו מיד.
תכונה זו מאפשרת לייצר לוחות מתכת, יריעות, כלי מטבח, חלקי מכונות ומוצרים רבים נוספים.
לצד התכונות המשותפות, לכל מתכת יש תכונות ייחודיות משלה.
יש מתכות קשות וחזקות יותר, מתכות קלות יותר, מתכות שמוליכות חשמל טוב יותר ומתכות שעמידות יותר בפני שינויים סביבתיים. לכן, לפני שבוחרים מתכת לייצור מוצר, חשוב לבדוק אילו תכונות נדרשות מהמוצר.
ברזל הוא מתכת נפוצה המשמשת לייצור כלי עבודה, מבנים, חלקי מכונות ומוצרים רבים נוספים.
פלדה היא מסג המבוסס על ברזל. היא חזקה ועמידה, ולכן משתמשים בה לבניית גשרים, בניינים, כלי תחבורה ומכונות.
כאשר בונים גשר או בניין גבוה, חשוב לבחור בחומר שמסוגל לשאת משקל רב ולשמור על יציבות המבנה. לכן פלדה מתאימה במיוחד לשימושים אלה.
נחושת היא מתכת בעלת גוון אדמדם המוליכה חשמל היטב.
השימוש המוכר ביותר בנחושת הוא בייצור חוטי חשמל וכבלים. משתמשים בה גם בצינורות ובחלקים הנמצאים בתוך מכשירי חשמל ומוצרים אלקטרוניים.
הקשר בין התכונה לשימוש ברור: מכיוון שנחושת מוליכה חשמל בצורה יעילה, היא מתאימה להעברת זרם חשמלי.
זהב הוא מתכת יקרה, נדירה ומבריקה.
משתמשים בזהב בעיקר לייצור תכשיטים, אך גם ברכיבים מסוימים בתעשיית האלקטרוניקה. הזהב נשאר יפה לאורך זמן ומתאים לעיבוד ולעיצוב בצורות שונות.
כסף הוא מתכת מבריקה המשמשת לייצור תכשיטים, כלי נוי ומוצרים נוספים.
כסף מוליך חשמל היטב ויש לו גם תכונות אנטיבקטריאליות, ולכן נעשה בו שימוש בתחומים שונים.
אלומיניום הוא מתכת המשמשת לייצור פחיות, כלי מטבח, יריעות, חלקים של כלי תחבורה ומוצרים נוספים.
הוא מתאים למוצרים רבים משום שאפשר לעבד ולעצב אותו, והוא קל יחסית למתכות אחרות.
בדיל הוא מתכת המשמשת, בין היתר, בתהליכי הלחמה ובייצור מסגים.
בתוכנית הלימודים התלמידים מתנסים גם בעיבוד של בדיל ובהשוואת תכונותיו לתכונות של מתכות אחרות.
מסג הוא חומר שנוצר מתערובת של מתכות שעברה תהליך טכנולוגי.
מערבבים את המתכות כאשר הן במצב נוזלי, ולאחר שהתערובת מתקררת ומתמצקת מתקבל חומר חדש בעל תכונות משלו.
דוגמאות למסגים:
מייצרים מסגים כדי לקבל חומר המתאים לצורך מסוים. לדוגמה, חומר חזק, קשה או עמיד יותר.
כדי לבחור חומר מתאים למוצר, צריך לבדוק אילו תכונות נדרשות ממנו.
לדוגמה:
חוט חשמל: נדרשת מתכת המוליכה חשמל היטב, ולכן אפשר להשתמש בנחושת.
סיר לבישול: נדרש חומר שמעביר חום, ולכן מתכת יכולה להתאים.
גשר: נדרש חומר חזק ועמיד שמסוגל לשאת משקל רב, ולכן משתמשים בפלדה.
תכשיט: נדרש חומר שאפשר לעצב ושומר על מראה נאה, ולכן זהב או כסף יכולים להתאים.
היכולת לבחור מתכת בהתאם לתכונותיה היא אחת המיומנויות המרכזיות בנושא. תוכנית הלימודים מדגישה את הקשר בין מוליכות חום לבישול ולחימום, בין מוליכות חשמל להפעלת מכשירים ובין קשיות לבניית מבנים וכלי תחבורה.
מתכות רבות אינן נמצאות בטבע בצורה המוכנה מיד לשימוש. הן נמצאות בתוך סלעים וחומרים הנקראים עפרות מתכת.
כדי להפוך את עפרת המתכת למוצר שאפשר להשתמש בו, נדרשים כמה שלבים:
בתהליך ההפקה מוציאים את עפרת המתכת מן הקרקע ומפרידים ממנה את המתכת.
תהליכי הפקה יכולים לכלול:
לאחר הפקת המתכת, מעבדים אותה כדי ליצור ממנה מוצר.
בין תהליכי העיבוד:
ריקוע: שיטוח ועיצוב של המתכת באמצעות הפעלת כוח.
יציקה: יציקת מתכת נוזלית לתוך תבנית וקירורה לצורה הרצויה.
עיבוד שבבי: הסרת חלקים מן המתכת כדי להגיע לצורה ולגודל הרצויים.
נושאי ההפקה והעיבוד מופיעים בתוכנית הלימודים כנושאי הרחבה, והם מציגים את הדרך שעוברת המתכת מן העפרה ועד למוצר.
השימוש במתכות מעניק לאדם תועלת רבה. בזכותן אפשר לייצר כלים, מכשירים חשמליים, מבנים וכלי תחבורה.
לצד התועלת, הפקת המתכות והשימוש בהן עלולים לגרום גם לפגיעה בסביבה.
כרייה וחציבה של עפרות מתכת עלולות לגרום לפגיעה בנוף ובבתי גידול של בעלי חיים וצמחים. תהליכי ההפקה והייצור עלולים גם ליצור פסולת ולצרוך משאבי טבע מתכלים.
כדי לצמצם את הנזק הסביבתי אפשר:
מחזור מתכות מאפשר להשתמש בחומר שכבר הופק במקום להפיק בכל פעם מתכת חדשה מעפרות מתכת.
תוכנית הלימודים מדגישה את התועלת שבמתכות לצד הפגיעה האפשרית בנוף, בבתי גידול והצטברות הפסולת, וכן את החשיבות של מניעת פסולת, שימוש חוזר ומחזור.
ציינו ארבע תכונות המשותפות למתכות.
מתכות מבריקות, מוליכות חום, מוליכות חשמל ורובן מוצקות בטמפרטורת החדר. מתכות רבות גם ניתנות לריקוע ולעיצוב.
מדוע משתמשים בנחושת לייצור חוטי חשמל?
נחושת מוליכה חשמל היטב, ולכן היא מאפשרת לזרם החשמלי לעבור בצורה יעילה בחוטים ובכבלים.
איזו תכונה של מתכות מאפשרת להשתמש בהן לייצור סירים וכלי בישול?
א. יכולת להתמוסס במים
ב. מוליכות חום
ג. שקיפות
ד. יכולת לצוף
ב. מוליכות חום.
מהו מסג? תנו דוגמה למסג.
מסג הוא תערובת של מתכות שעברה תהליך של התכה, ערבוב, קירור והתמצקות. פלדה, ארד ופליז הם דוגמאות למסגים.
מדוע משתמשים בפלדה לבניית גשרים ובניינים?
פלדה היא חומר חזק ועמיד המסוגל לשאת משקלים גדולים, ולכן היא מתאימה לבניית מבנים וגשרים.
אפשר למחזר מתכות, לעשות שימוש חוזר במוצרים, למנוע יצירת פסולת מיותרת ולהשתמש במוצרים לאורך זמן.
פלדה היא חומר חזק ועמיד המסוגל לשאת משקלים גדולים, ולכן היא מתאימה לבניית מבנים וגשרים.
מצרפים לכם 2 דפי עבודה בנושא מתכות של משרד החינוך וחבילת תרגול מקיפה שכתבו צוות המורים של מטיק שכוללת סיכום של החומרומבחן מסכם בנושא מתכות.
בנוסף, בעמוד מדעים לכיתה ה' תוכלו למצוא חומרי לימוד ותרגול בנושאים נוספים, ובהם מערכת הנשימה, מערכת העיכול, מערכת השמש, חומרים ומשאבי טבע.
הצטרפו לפורטל התלמידים של מטיק וקבלו גישה בלעדית לכל המבחנים ודפי העבודה לכיתה ה' שנכתבו על ידי מיטב המורים של מטיק!
אל תחכו – ההצלחה מתחילה כאן!
מתכות מוליכות חום וחשמל, לרוב מבריקות ומוצקות בטמפרטורת החדר. מתכות רבות ניתנות גם לריקוע ולעיצוב. לצד התכונות המשותפות, לכל מתכת יש תכונות ייחודיות משלה.
נחושת מוליכה חשמל היטב, ולכן היא מתאימה להעברת זרם חשמלי בחוטים ובכבלים.
מתכת היא סוג של חומר. מסג הוא תערובת של מתכות שעברה תהליך טכנולוגי של ערבוב במצב נוזלי, קירור והתמצקות. פלדה, ארד ופליז הם דוגמאות למסגים.
המבחן יכול לכלול שאלות על תכונות המתכות, סוגי מתכות, הקשר בין תכונות לשימושים, מסגים, הפקה ועיבוד של מתכות והשפעת השימוש במתכות על הסביבה.
מומלץ לקרוא את הסיכום, לוודא שמבינים את התכונות של המתכות ואת הקשר בין כל תכונה לשימוש שלה, לתרגל שאלות מסוגים שונים ולבסוף לפתור מבחן מלא באופן עצמאי.
השאירו תגובה ונשמח לעזור לכם 🙂
השאירו פרטים ונתקשר בהקדם
