"Окружающий мир (в 2-х частях)", Вахрушев А.А., Данилов Д.Д., Бурский О.В., Раутиан А.С.
Металлы — вещества, которые обычно блестят, проводят тепло и электрический ток, а многие из них можно ковать и придавать им нужную форму. Благодаря этим свойствам металлы используют в проводах, посуде, инструментах и строительных конструкциях. В природе они встречаются в составе руд, и только некоторые — почти чистыми самородками. Чтобы получить материал с подходящими качествами, металлы извлекают из руд и соединяют друг с другом или с другими веществами, создавая сплавы.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Металл — вещество с характерным металлическим блеском, которому присущи общие физические свойства. Металлы обычно проводят тепло и электрический ток, а многие из них прочны и ковки, то есть поддаются изменению формы. При этом свойства каждого металла имеют свои особенности. Это понятие помогает распознавать материалы и понимать, почему их выбирают для разных изделий.
Руда — горная порода или минерал, из которого металл можно получить с практической пользой. В руде полезный компонент находится вместе с другими веществами, поэтому его нужно отделить. Не всякая порода подходит для получения металла: важны и его содержание, и возможность переработки. Понятие руды помогает отличать ценное сырьё от обычных пород.
Сплав — материал, состоящий из нескольких веществ, среди которых есть металлы. Его получают, соединяя компоненты, чтобы изменить свойства исходных материалов. Например, сплав может стать прочнее или лучше подходить для изготовления конкретной детали. Это понятие объясняет, почему изделия делают не только из чистых металлов.
Самородный металл — металл, который встречается в природе в чистом виде или почти без примесей. Так находят лишь некоторые металлы; большинство существует в составе минералов и руд. Самородки не нужно извлекать из химических соединений, хотя их всё равно приходится добывать и очищать. Это понятие показывает, что металлы могут встречаться в природе в разных формах.
Металлический блеск возникает из-за того, как поверхность металла отражает свет. Но одного блеска недостаточно, чтобы определить материал: металлы различаются по цвету, плотности и другим свойствам. Способность проводить тепло и электрический ток связана с особенностями строения металлов. Ковкость позволяет менять форму материала, а прочность помогает ему выдерживать нагрузку, поэтому эти свойства важны и для распознавания, и для применения.
В земной коре металлы взаимодействуют с окружающими веществами и часто образуют соединения, входящие в состав минералов. Поэтому в природе их обычно находят не отдельными кусками чистого металла, а в рудах. Некоторые металлы встречаются самородными, если сохранились в чистом виде или почти не соединились с другими веществами. Различие между этими формами определяет, каким способом сырьё нужно перерабатывать.
Чтобы получить металл из руды, сначала сырьё добывают, затем измельчают и обрабатывают. В породе металл обычно смешан с пустой породой и находится в составе соединений, поэтому его нельзя просто взять готовым. Переработка помогает отделить полезные части и получить металл из его соединений. Способ обработки зависит от состава руды, а сам процесс требует энергии и тщательного обращения с природным сырьём.
Выбирая материал для изделия, учитывают, какую задачу оно должно выполнять. Для электрических проводов нужна хорошая электропроводность, иначе ток будет проходить хуже. Для посуды важна теплопроводность, чтобы тепло от плиты передавалось содержимому. Детали и конструкции должны выдерживать нагрузки, а ковкость позволяет заранее придать материалу нужную форму.
Сплавы получают, соединяя металлы друг с другом или с другими веществами. При изменении состава меняются и свойства материала: он может стать прочнее, твёрже или удобнее для обработки. Поэтому сплав выбирают не просто по названию входящего в него металла, а с учётом задачи. Возможность менять свойства расширяет выбор материалов для инструментов, посуды и деталей.
Сравнивайте материал в таблице по его составу, свойствам и применению: так легче увидеть, почему для разных изделий выбирают разные варианты. Примеры применения показывают связь между свойством материала и его задачей. Учитывайте, что конкретные качества зависят от вида металла и состава сплава.
| Материал или понятие | Что это такое | Характерные свойства или особенности | Пример применения |
|---|---|---|---|
| Металл | Вещество с характерным металлическим блеском | Обычно проводит тепло и электрический ток; многие металлы прочны и ковки | Медь — для электрических проводов |
| Руда | Порода или минерал, из которого с пользой получают металл | Содержит полезные компоненты вместе с другими веществами | Сырьё для получения железа |
| Самородный металл | Металл, встречающийся почти без примесей | В природе находится в чистом или почти чистом виде | Самородное золото — для ювелирных изделий |
| Сплав | Материал из нескольких веществ, в том числе металлов | Свойства зависят от состава и могут отличаться от свойств чистых металлов | Сталь — для инструментов и конструкций |
Задача 1. Ученик сравнивает медную проволоку, деревянную палочку и кусок пластика. Как проверить, какой материал лучше проводит электрический ток, и какой вывод сделать?
Сначала нужно подготовить простую электрическую цепь с источником питания и индикатором тока, например лампочкой. В цепи предусматривают место, куда по очереди вставляют каждый проверяемый материал. Напряжение должно быть безопасным, а материалы и условия сравнения — одинаковыми.
Затем по очереди подключают медную проволоку, деревянную палочку и пластик. Если лампочка загорается ярче или индикатор показывает больший ток, значит, материал проводит электричество лучше. Нельзя менять одновременно и материал, и другие условия проверки, иначе сравнение будет нечестным.
Медь обычно проводит ток хорошо, а сухие дерево и пластик — очень плохо. Поэтому ожидаемый результат — цепь с медной проволокой проводит ток лучше. Проверку должен проводить взрослый: нельзя использовать бытовую электросеть.
Ответ: при одинаковых безопасных условиях лучше всего ток проводит медная проволока. Это подтверждает, что металлы, в том числе медь, используют в электрических проводах благодаря их электропроводности.
Задача 2. Для кухонной посуды нужен материал, который хорошо проводит тепло и которому можно придать нужную форму. Какое свойство металлов позволяет использовать их для этой цели?
Сначала определим, что требуется от посуды. Тепло должно переходить от плиты к её содержимому, значит, материалу нужна хорошая теплопроводность.
Теперь учтём изготовление посуды: материалу нужно придать форму стенок и дна. Многие металлы можно ковать и обрабатывать, то есть менять их форму без разрушения, поэтому они подходят для производства таких изделий.
Сопоставим требования со свойствами: передачу тепла обеспечивает теплопроводность, а возможность сформировать изделие — ковкость и обрабатываемость. Одно свойство не заменяет другое, поэтому при выборе материала учитывают оба.
Ответ: металлы используют благодаря теплопроводности и ковкости. Первое свойство помогает нагревать содержимое посуды, второе — придавать изделию нужную форму.
Задача 3. В изделии обнаружен материал из нескольких компонентов, который прочнее одного из входящих в него металлов. Почему это может быть сплавом и чем его свойства отличаются от свойств чистого металла?
Сначала проверим состав: если материал включает несколько веществ, среди которых есть металл, он подходит под определение сплава. Одного признака прочности для такого вывода недостаточно, поэтому важно учитывать именно состав.
Затем сравним свойства материала с качествами чистого металла. Компоненты сплава взаимодействуют и меняют свойства полученного материала, поэтому он может быть прочнее одного из исходных металлов.
Наконец, свяжем состав и применение: изготовитель подбирает компоненты под нужные качества изделия. Сплав может отличаться от чистого металла не только прочностью, но и твёрдостью или удобством обработки. Конкретный результат зависит от состава.
Ответ: материал может быть сплавом, если состоит из нескольких веществ, включая металлы. Его свойства не обязаны совпадать со свойствами чистого металла: например, сплав может оказаться прочнее благодаря своему составу.
Ошибка: считать, что все металлы твёрдые. Так думают, потому что многие знакомые металлические предметы твёрдые при обычных условиях. Однако агрегатное состояние металлов различается: например, ртуть при обычной температуре жидкая. Проверяй утверждение, уточняя, о каком металле и каких условиях идёт речь.
Ошибка: считать, что все металлы имеют одинаковый цвет, если у них есть блеск. Блеск показывает, как поверхность отражает свет, а цвет — отдельный признак. Разные металлы могут иметь различную окраску, хотя их поверхности блестят. Проверь себя: назови отдельно признак блеска и признак цвета, не подменяя один другим.
Ошибка: называть рудой любой кусок горной породы. Внешне порода может выглядеть обычной, а наличие полезного металла нельзя определить только по тому, что это камень. Рудой считают сырьё, из которого металл можно извлечь с практической пользой. Спроси себя, есть ли в породе полезный компонент и возможно ли его получить.
Ошибка: считать сплав чистым металлом. Так можно ошибиться, если судить об изделии только по его внешнему виду или названию. Сплав состоит из нескольких веществ, и его качества зависят от состава. Чтобы проверить себя, выясни состав материала: если в нём несколько компонентов, это не чистый металл.
Чтобы разбираться в металлах, полезно знать, что вещества обладают физическими свойствами, по которым их сравнивают и выбирают для разных задач. Представление о горных породах и минералах помогает понять, где находятся металлические соединения и почему их добывают вместе с другими веществами. Эти знания связывают свойства материалов с природой.
Тема пригодится при изучении полезных ископаемых и природных ресурсов: металлы получают из природного сырья, которое важно добывать и использовать разумно. Она также связана с материалами и их применением в быту и технике. Понимание свойств помогает объяснить, почему для конкретного изделия выбирают металл или сплав.
Почему металлы используют для изготовления электрических проводов?
Металлы хорошо проводят электрический ток, поэтому по металлическому проводу ток проходит лучше, чем по дереву или пластику. Для проводов особенно важны проводимость и возможность вытянуть металл в длинную тонкую нить.
Все ли металлы притягиваются магнитом?
Нет. Магнит заметно притягивает, например, железо, но многие металлы — такие как медь и алюминий — обычным магнитом не притягиваются. Магнитные свойства есть не у всех металлов.
Чем руда отличается от обычной горной породы?
В руде содержится металл или его соединения, которые можно извлечь с практической пользой. В обычной породе полезного компонента может не быть или его количество может быть слишком мало для выгодной переработки.
Почему в природе металлы чаще находят не в чистом виде?
Многие металлы вступают в реакции с веществами окружающей среды и образуют соединения, входящие в состав минералов. Поэтому их обычно находят в рудах, а не в виде чистого металла.
Зачем создают сплавы, если существуют чистые металлы?
Смешивая вещества, можно получить материал с более подходящими для изделия свойствами. Например, сплав может быть прочнее чистого металла или лучше сопротивляться износу.
§ 22. Металлы
