10. Створення словесних моделей металів та порівняння їх (на прикладі залізного, алюмінієвого та мідного дротів)

• До змісту відповідей

Чому монети, які використовують в Україні, мають різний колір?

Монети мають різний колір, тому що вони виготовлені зі сплавів на основі різних металів.

Скільки всього існує металів і які вони мають властивості?

Металів існує досить багато, і вони дуже різні; до їхніх основних властивостей належать колір, густина, температура плавлення, пластичність, твердість, пружність та здатність намагнічуватися.

За якими властивостями (окрім кольору) можна описати метали?

Метали можна описати за густиною, температурою плавлення, пластичністю, твердістю, пружністю та здатністю намагнічуватися.

Як визначити густину металу?

Для обчислення густини потрібно масу певного зразка металу поділити на його об’єм за формулою $\rho = m / V$.

Чи змінився об’єм води в циліндрі після занурення дротини? Як саме?

Об’єм води в циліндрі збільшився, оскільки занурене тіло витісняє об’єм води, що дорівнює його власному об’єму.

Чи збігаються значення густини, отримані вами за результатами дослідження, із табличними? Назвіть фактори, які могли спричинити похибки.

Значення можуть трохи відрізнятися через неточність зважування, похибку при вимірюванні рівня води в циліндрі або наявність бульбашок повітря на поверхні дроту.

Чи зберігають метали нову форму після згинання, чи відновлюється вона з часом?

Досліджувані металеві дроти (алюміній, залізо, мідь) зазвичай зберігають нову форму завдяки властивості пластичності й не відновлюють початкову форму самостійно.

Чи збігаються результати дослідження пружності пружини та алюмінієвої фольги з дослідженнями дротів?

Результати відрізняються, адже сталева пружина виявляє пружність і повертає форму, тоді як алюмінієва фольга та дроти є пластичними й зберігають деформацію.

Який метал є найтвердішим серед досліджених?

Найтвердішим є той метал, який залишає найглибші подряпини на поверхні інших двох металів.

Чи всі метали, властивості яких ви досліджували, намагнічуються?

Ні, не всі метали намагнічуються; наприклад, залізо взаємодіє з магнітом, а мідь та алюміній — ні.

Який висновок можна зробити щодо металу, із якого виготовляють холодильник, якщо його стінку прикрашено магнітами?

Стінка холодильника виготовлена з металу, що має магнітні властивості, найімовірніше — зі сталі (сплаву заліза).

Як ми можемо використати інформацію про властивості металів?

Цю інформацію використовують для створення словесних та графічних моделей металів, щоб пояснювати їхні властивості, установлювати взаємозв’язки та прогнозувати їх використання.

Юні дослідники й дослідниці природи, віднайдіть у доступних джерелах інформацію про досліджувані метали й заповніть табличку.

У чому сенс загадок і приказок про метали (наприклад, про іржаве залізо чи “крилатий” алюміній)?

Сенс полягає в описі характерних властивостей металів: залізо з часом іржавіє і втрачає блиск, а алюміній називають “крилатим” через його легкість, що важливо для будівництва літаків.

Яка ситуація з використанням металів та переробкою вторинної сировини в Україні?

В Україні налагоджена система збору металевого брухту та його вторинної переробки, що дозволяє економити ресурси та енергію.

Запаси металів у нашій країні нескінченні чи обмежені?

Запаси металів у надрах землі є обмеженими, тому важливо використовувати їх ощадливо та переробляти брухт.

Як бути з відходами виробництв металевих виробів і старою технікою?

Відходи та стару техніку необхідно здавати на пункти збору металобрухту для подальшої переплавки та виготовлення нових виробів.

ЗАВДАННЯ

1. Візьми невеличкий аркуш паперу й на титульній сторінці запиши провідні ідеї, які виникли під час вивчення цієї теми, а на на звороті — те, що зрозумів / зрозуміла недостатньо. Приблизно так:

Лицьовий бік (Великі ідеї):

• Метали мають унікальні властивості: вони добре проводять електричний струм і тепло, мають характерний блиск та високу міцність.
• Кожен метал має свою температуру плавлення, що дозволяє виготовляти з них предмети різних форм.
• Стійкість до корозії визначає, де саме будуть використовувати метал (наприклад, алюміній — для пакування їжі, а залізо — для міцних конструкцій, які треба фарбувати).
• Метали є незамінними матеріалами у техніці, будівництві та щоденному побуті завдяки своїй надійності.
• Багато металів можна переробляти повторно, що допомагає берегти природу.

Зворотній бік (Що залишилося незрозумілим):

• Чому деякі метали, як-от золото, зовсім не руйнуються від води, а залізо швидко перетворюється на іржу?
• Як конструктори вирішують, який саме метал найкраще підійде для створення космічних ракет, де дуже високі температури?
• Чи можна створити такий метал, який би поєднував у собі легкість алюмінію та надзвичайну міцність заліза?.

2. Якого кольору мідь?

Мідь має рудий (червонувато-коричневий) колір.

3. У яких виробництвах використовують алюміній?

Алюміній використовують у виробництві кухонного приладдя, літаків та консервних банок.

4. Увідповідни властивість металу і зображення, яке її ілюструє (с. 83).

А — пластичність (зображення 1: зігнутий цвях);
Б — пружність (зображення 4: пружина);
В — твердість (зображення 3: подряпина на поверхні);
Г — взаємодія з магнітом (зображення 2: магніт).

5. Завдяки якій властивості алюмінію його називають металом авіації? У яких галузях це також важливо?

Його називають так завдяки малій густині (легкості); ця властивість також важлива в космічній галузі, машинобудуванні та виготовленні спортивного спорядження.

6. Чим мідь відрізняється від інших двох досліджених металів?

Мідь відрізняється від заліза та алюмінію своїм характерним рудим кольором, за яким її легко впізнати.

7. Для чого потрібно збирати металевий брухт і переробляти його?

Збір брухту дозволяє економити природні запаси руди, зменшує витрати енергії на видобуток і захищає довкілля від забруднення відходами.

8. Наведи приклади використання заліза. Чим його можна замінити?

Залізо (у вигляді сталі та чавуну) використовують для виготовлення інструментів, каркасів будівель, рейок та деталей машин; замінити його можна міцними пластмасами, композитними матеріалами або іншими металами залежно від призначення.

9. Для чого необхідне сортування брухту? Як відсортувати залізний брухт від інших металів?

Сортування потрібне для отримання чистих металів після переплавки; залізний брухт легко відокремити від інших металів за допомогою потужних магнітів, оскільки залізо притягується до них.