סיכום הפרק: עולם החומר

thinking-faceמה חשוב לזכור?

בפרק זה למדנו על עולם החומר: מהו חומר, מהן תכונותיו, מה מייחד אבקות, וכיצד מהנדסים בוחרים חומרים. חזרו על המושגים המרכזיים לפני שמתחילים בחידון הסיכום.

clipboardנושאי הפרק

1. מהו חומר?2. תכונות חומרים3. מהי אבקה?4. בחירת חומרים בהנדסה

atom-symbol

הגדרת חומר

חומר = כל דבר שיש לו מסה (שוקל משהו) ותופס נפח (מקום במרחב).

• אוויר = חומר (יש לו מסה ונפח)
• אור = לא חומר (אנרגיה)
• צליל = לא חומר (אנרגיה)

package

גוף מול חומר

גוף = עצם עם גבולות מוגדרים (שולחן, כוס)
חומר = מה שהגוף עשוי ממנו (עץ, זכוכית)

דוגמה:
• הגוף: סיר
• החומר: אלומיניום

rock

מוצק

• צורה קבועה
• נפח קבוע
• לא ניתן לדחוס

דוגמאות: עץ, ברזל, קרח

droplet

נוזל

זורם ומקבל צורת הכלי
• נפח קבוע
• כמעט לא ניתן לדחוס

דוגמאות: מים, שמן, חלב

cloud

גז

מתפשט לכל הכיוונים
• ממלא את כל הכלי
• ניתן לדחוס בקלות

דוגמאות: אוויר, חמצן, הליום

נושא 2: תכונות חומרים

תכונההגדרהמוליך / גבוהמבודד / נמוך
מוליכות חשמליתהאם מאפשר מעבר זרם חשמלי?נחושת, ברזל, אלומיניוםפלסטיק, גומי, עץ יבש
מוליכות חוםהאם מעביר חום במהירות?מתכות (אלומיניום, נחושת)עץ, פלסטיק, צמר, אוויר
קשיותעמידות לשריטה וחריצהיהלום, פלדה, זכוכיתטלק, ציפורן, גיר
שקיפותהאם אור עובר דרך החומר?זכוכית, מים, אוויר (שקוף)עץ, מתכת, קרטון (אטום)
מסיסותהאם מתמוסס בממס?סוכר במים, מלח במיםחול במים, שמן במים

* יהלום הוא חריג מעניין: מבודד חשמלי אבל מוליך חום מצוין!

electric-plugשילוב תכונות: כבל חשמלי

high-voltageליבה מנחושת

נחושת = מוליכה חשמל מצוינת. מעבירה את הזרם החשמלי ביעילות, גמישה ולא נשברת בכיפוף.

דוגמה: מוליכות חשמלית גבוהה + גמישות

shieldמעטפת פלסטיק

פלסטיק = מבודד חשמלי. מונע מהזרם לצאת החוצה ולפגוע בנו. גם עמיד ללחות.

דוגמה: בידוד חשמלי + עמידות סביבתית

מהנדסים משלבים חומרים שונים כדי לנצל את התכונות הטובות של כל אחד!

microscopeנושא 3: מהי אבקה?

אבקה היא חומר גרגירי -- אוסף של גרגירים מוצקים קטנים עם רווחי אוויר ביניהם.

תכונות דמויות-נוזל:
• זורמת ונשפכת מכלי לכלי
• מקבלת את צורת הכלי

תכונות דמויות-מוצק:
• כל גרגיר קשיח ומוצק
• יוצרת ערימה (בניגוד לנוזל)
• ניתנת לדחיסה (האוויר שבין הגרגירים יוצא)

אבקה זורמת כי הגרגירים מחליקים זה על זה, לא כי הם נוזליים.

השוואה: מוצק, אבקה ונוזל

תכונהמוצקאבקהנוזל
צורהקבועהמקבלת צורת הכלי (חלקית)מקבלת צורת הכלי
שפיכהלא ניתןניתןניתן
דחיסהכמעט בלתי אפשריאפשרי (אוויר יוצא)כמעט בלתי אפשרי
ערימהשומר על צורתויוצרת ערימה בזוויתמתיישר (אופקי)

* אבקה נדחסת כי האוויר שבין הגרגירים יכול לצאת, אבל גרגיר בודד לא נדחס!

hut

בית הקש

מסה נמוכה, חוזק נמוך, דליק.

קרס בנשיפה אחת!

wooden-house

בית העץ

חוזק בינוני, גמיש, דליק.

החזיק זמן אך קרס גם הוא.

brick-house

בית הלבנים

קשה, מסה גבוהה, עמיד ללחץ, אינו דליק.

עמד איתן!

שיקולים בבחירת חומרים

hammer
חוזק ועמידות

האם יעמוד בלחץ, משיכה וכיפוף?

balance-scale
משקל

האם חשוב שיהיה קל? (מטוסים, טלפונים)

high-voltage
מוליכות

צריך להוליך חשמל/חום או לבודד?

snowflake
עמידות לתנאים

חום, קור, לחות, חלודה?

star
מחיר וזמינות

האם החומר זמין ובמחיר סביר?

seedling
השפעה סביבתית

ניתן למיחזור? ידידותי לסביבה?

starנקודות מפתח למבחן

דברים חשובים לזכור מכל הפרק:

  1. חומר = יש לו מסה + תופס נפח. אור, צליל וחום הם לא חומר (אנרגיה)
  2. גוף = עצם מוגדר (שולחן), חומר = ממה הוא עשוי (עץ)
  3. מצבי צבירה: מוצק (צורה קבועה), נוזל (זורם, נפח קבוע), גז (מתפשט, ניתן לדחיסה)
  4. מוליכים (מתכות) מעבירים חשמל וחום, מבודדים (פלסטיק, גומי) לא
  5. קשיות: יהלום הכי קשה, מבחן חריצה קובע מי קשה יותר
  6. אבקה = גרגירים מוצקים + רווחי אוויר. זורמת כמו נוזל, כל גרגיר קשיח כמו מוצק
  7. בחירת חומרים: מהנדסים מתאימים תכונות החומר לשימוש (חוזק, משקל, מוליכות, עלות)

warningשגיאות נפוצות להימנע

חומר מול אנרגיה

אור, חום וצליל הם לא חומר! הם צורות של אנרגיה -- אין להם מסה ונפח.

אבקה = נוזל?

אבקה זורמת אבל היא לא נוזל! היא מורכבת מגרגירים מוצקים שמחליקים זה על זה.

חומר טוב / רע

אין חומר 'טוב' או 'רע' -- יש רק חומר מתאים או לא מתאים לשימוש מסוים.

גוף = חומר?

גוף הוא לא חומר! גוף הוא עצם (כמו כוס), וחומר הוא ממה שהוא עשוי (זכוכית).

כל מה שלמדנו בפרק מתחבר בחיי היומיום:

סיר בישול: גוף הסיר ממתכת (מוליך חום -- מעביר חום מהאש למזון), ידיות מפלסטיק (מבודד חום -- מונע כוויות).

חלון: זכוכית נבחרה כי היא שקופה (מעבירה אור), קשה (עמידה לשריטות) ומבודדת חשמל.

שעון חול: החול הוא אבקה -- גרגירים מוצקים שזורמים בקצב קבוע דרך צוואר צר.

טלפון נייד: שילוב של עשרות חומרים -- זכוכית מחוסמת למסך (שקיפות + קשיות), נחושת למעגלים (מוליכות חשמלית), ליתיום לסוללה (קל + מאחסן אנרגיה).

thinking-faceשאלה לחשיבה

מדוע ידיות של סירי בישול עשויות מפלסטיק או עץ, ולא ממתכת כמו גוף הסיר?

גוף הסיר עשוי ממתכת כי מתכת היא מוליכת חום טובה -- היא מעבירה את החום מהאש למזון ביעילות. אבל הידיות חייבות להיות ממבודד חום (פלסטיק או עץ) כדי שלא ניכווה כשנאחז בהן. זוהי דוגמה מצוינת לבחירת חומרים לפי תכונותיהם!

trophyמשחק חזרה לפרק

טוען סימולציה...
שאלה 1 מתוך 14

מהנדסים בוחרים חומרים על פי:

תרגול מתקדם

מוכנים למבחן המסכם המלא?

עברו לחידון המורחב של הפרק לתרגול מקיף עם 105 שאלות מכל נושאי הלימוד.