MỤC TIÊU
- Trình bày được tính chất và ứng dụng của một số vật liệu thông dụng.
- Đề xuất được phương án tìm hiểu về một số tính chất của một số vật liệu thông dụng.
- Thu thập dữ liệu, phân tích, thảo luận, so sánh để rút ra được kết luận về tính chất của một số vật liệu.
- Nêu được cách sử dụng của một số vật liệu an toàn, hiệu quả và bảo đảm sự phát triển bền vững.
TÓM TẮT KIẾN THỨC
💡 Mở đầu
Chúng ta thường sử dụng các vật liệu thông dụng (kim loại, nhựa, gỗ, cao su, ...) để tạo ra các sản phẩm phục vụ cuộc sống. Vậy vật liệu đó có những tính chất và ứng dụng nào quan trọng?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Mỗi vật liệu khác nhau sẽ có những tính chất vật lí và tính chất hóa học khác nhau (ví dụ như cao su có đặc tính bền, chắc và đàn hồi, hay kim loại có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt ánh kim,...). Các vật liệu trên có vai trò quan trọng trong đời sống và sản xuất, chế tạo ra những sản phẩm để phục vụ cuộc sống.
1. MỘT SỐ VẬT LIỆU THÔNG DỤNG
Tìm hiểu một số vật liệu
Tuỳ vào tính chất và mục đích sử dụng mà người ta phân loại vật liệu thành vật liệu xây dựng, vật liệu cơ khí, vật liệu điện tử, vật liệu hoá học, vật liệu sinh học, vật liệu silicate, vật liệu composite, vật liệu nano, …
👨👩👧👦 Thảo luận
1. Kể tên một số loại vật liệu trong cuộc sống mà em biết.
Một số loại vật liệu trong cuộc sống mà em biết: nhôm, sắt, thép, gang, đồng, gỗ, thủy tinh, xi măng, cát,...
👨👩👧👦 Thảo luận
2. Liệt kê các loại đồ vật hoặc công trình xây dựng được làm từ những vật liệu trong hình 11.1.
- Hình 11.1.a: Thuỷ tinh (cốc chén, lọ hoa, cửa kính, bể cá,...);
- Hình 11.1.b: Sắt thép (thép xây dựng, vòi inox, xe đạp, dao, kéo, cày, cuốc,...);
- Hình 11.1.c: Đất sét (bình gốm, lọ hoa, gạch nung,...);
- Hình 11.1.d: Xi măng (nhà cửa, cầu cống, tượng đài, đường bê tông,...).
👨👩👧👦 Thảo luận
3. Quan sát mẫu dây điện, phin pha cà phê, đồ chơi lego, dây phanh xe đạp, lốp (vỏ) xe đạp, tủ quần áo ở hình 11.2, em hãy cho biết các sản phẩm đó được làm từ vật liệu gì? Tích dấu ✔ để hoàn thành theo mẫu bảng 11.1.
|
Vật liệu Vật dụng |
Đồng (Copper) |
Nhôm (Aluminium) |
Sắt (Iron) |
Nhựa |
Cao su |
Gỗ |
|
Dây điện |
✔ |
✔ |
|
✔ |
✔ |
|
|
Phin
pha cà phê |
|
✔ |
|
|
|
|
|
Đồ chơi
lego |
|
|
✔ |
|
|
|
|
Dây
phanh xe đạp |
|
|
|
|
✔ |
|
|
Lốp xe
đạp |
|
|
|
✔ |
|
|
|
Tủ quần
áo |
|
|
|
|
|
✔ |
📖 Mở rộng
Vật liệu nano là vật liệu có kích cỡ nanomet (1 nm=1 phần tỉ của một mét). Ví dụ: Các hạt nano bạc thường có kích cỡ 25 nm, nhưng có tỉ lệ diện tích bề mặt so với thể tích là rất lớn, vì vậy gia tăng sự tiếp xúc của chúng với vi khuẩn hoặc nấm, nâng cao hiệu quả diệt khuẩn và diệt nấm. Vật liệu nano bạc không chỉ có ứng dụng trong y tế mà còn được sử dụng trong các ngành chăn nuôi, trồng trọt, chế biến và bảo quản thực phẩm, sản phẩm dân dụng, ...
✍️ Ghi nhớ
Vật liệu là chất hoặc hỗn hợp một số chất được con người sử dụng như nguyên liệu đầu vào trong một quá trình sản xuất hoặc chế tạo để làm ra những sản phẩm phục vụ cuộc sống.
2. MỘT SỐ TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU
2.1. Nhận xét tính chất của một số vật liệu
👨👩👧👦 Thảo luận
4. Từ quan sát thực tế, em hãy cho biết một số tính chất của các vật liệu: kim loại, cao su, nhựa, gỗ, thuỷ tinh và gốm. Tích dấu ✔ để hoàn thành theo mẫu bảng 11.2?
|
Tính chất Vật liệu |
Cứng |
Dẻo |
Giòn |
Đàn hồi |
Dẫn điện, nhiệt tốt |
Dễ cháy |
Bị gỉ |
Bị ăn mòn |
|
Kim loại |
✔ |
✔ |
|
|
✔ |
|
✔ |
✔ |
|
Cao su |
|
|
|
✔ |
|
|
|
|
|
Nhựa |
✔ |
✔ |
✔ |
|
|
✔ |
|
|
|
Gỗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Thuỷ
tinh |
✔ |
|
✔ |
|
|
|
|
|
|
Gốm |
|
|
✔ |
|
|
|
|
|
2.2. Tìm hiểu về khả năng bị ăn mòn của một số vật liệu
🔬 Thí nghiệm 1:
- Rót một ít giấm ăn vào các cốc thuỷ tinh lần lượt chứa các vật liệu sau: đinh sắt, miếng kính, miếng nhựa, miếng cao su, mẩu đá vôi và mẩu sành.
- Quan sát hiện tượng xảy ra.
👨👩👧👦 Thảo luận
5. Em hãy mô tả hiện tượng quan sát được ở thí nghiệm 1.
|
Vật liệu |
Hiện tượng quan sát |
|
Đinh sắt |
Có bọt khí thoát ra, đinh sắt bị ăn mòn |
|
Miếng kính |
Không bị ăn mòn |
|
Miếng nhựa |
Không bị ăn mòn |
|
Miếng cao su |
Không bị ăn mòn |
|
Mẩu đá vôi |
Có bọt khí thoát ra, mẫu đá vôi bị ăn mòn |
|
Mẩu sành |
Không bị ăn mòn |
2.3. Tìm hiểu về tính dẫn nhiệt, khả năng chịu nhiệt của một số vật liệu
🔬 Thí nghiệm 2:
- Lần lượt đốt nóng các vật liệu sau trên ngọn lửa đèn cồn (sử dụng kẹp sắt để kẹp vật liệu khi đốt): đinh sắt, dây đồng, mẩu gỗ, mẩu nhôm, miếng nhựa và mẩu sành.
- Chú ý khi kẹp sắt có dấu hiệu nóng thì không đốt nữa và cho vật liệu vào chậu nước tránh bị bỏng.
👨👩👧👦 Thảo luận
6. Quan sát thí nghiệm 2, em hãy cho biết vật liệu nào dễ cháy và vật liệu nào dẫn nhiệt (cảm nhận qua dấu hiệu kẹp sắt bị nóng khi đốt).
|
Vật liệu |
Hiện tượng quan sát |
|
Đinh sắt |
Dẫn nhiệt, không cháy |
|
Dây đổng |
Dẫn nhiệt, không cháy |
|
Mẩu gỗ |
Không dẫn nhiệt, dễ cháy |
|
Mẩu nhôm |
Dẫn nhiệt, không cháy |
|
Miếng nhựa |
Không dẫn nhiệt, khó
cháy |
|
Mẫu sành |
Không dẫn nhiệt, không
cháy |
|
Miếng kính |
Không dẫn nhiệt, không
cháy |
2.4. Tìm hiểu về khả năng bị ăn mòn, bị gỉ của một số công trình, vật dụng
👨👩👧👦 Thảo luận
7. Quan sát hình 11.3, 11.4 và 11.5, em hãy cho biết những vật liệu nào dễ bị ăn mòn, bị hoen gỉ dẫn đến hư hỏng công trình, vật dụng. Nêu nguyên nhân dẫn đến sự hư hỏng đó.
Các công trình, vật dụng sử dụng vật liệu làm bằng kim loại sẽ dễ bị hư hỏng. Do các vật liệu này khi tiếp xúc với môi trường chứa tác nhân ăn mòn (như không khí, nước biển,...) sẽ bị ăn mòn và hoen gỉ bởi oxygen trong không khí (hình 11.5), mưa acid (hình 11.3) và môi trường nước biển (hình 11.4).
2.5. Khảo sát tính chất của cao su
🔬 Thí nghiệm 3:
- Cho một đoạn dây cao su vào cốc nước nóng, sau đó lấy ra rồi cho vào cốc nước nguội.
- Quan sát sự thay đổi hình dạng của dây cao su.
🔬 Thí nghiệm 4:
- Cho một viên tẩy nhỏ (cao su) vào cốc xăng.
- Quan sát hiện tượng xảy ra.
👨👩👧👦 Thảo luận
8. Đập quả bóng cao su xuống mặt đường hoặc ném vào tường sẽ xảy ra hiện tượng gì?
Quả bóng sẽ nảy lên và bật ngược trở lại.
👨👩👧👦 Thảo luận
9. Kéo căng một sợi dây cao su rồi buông tay ra, em có nhận xét gì?
Dây cao su bị kéo căng, khi buông tay ra thì dây co lại nhanh chóng.
👨👩👧👦 Thảo luận
10. Quan sát hình 11.6, 11.7 và các thí nghiệm 3, 4, em hãy rút ra tính chất quan trọng của cao su. Kể tên một số ứng dụng của cao su.
- Cao su có tính đàn hồi tốt, ít bị biến đổi khi gặp nóng hay lạnh (tuy nhiên nếu nhiệt quá cao sẽ làm cao su chảy ra và mất tính đàn hồi), cách nhiệt, cách điện, ít bị ăn mòn, không tan trong nước, tan được trong xăng dầu;
- Cao su được sử dụng để làm săm, lốp xe, quả bóng cao su, dây kéo co giãn tập thể thao, dây chun (dây thun) cột đồ, các chi tiết của đồ điện, máy móc và đồ dùng trong gia đình.
📝 Củng cố
Tại sao vỏ dây điện thường được làm bằng nhựa hoặc cao su nhưng lõi dây điện làm bằng kim loại?
Vỏ dây điện cần làm bằng vật liệu cách điện (nhựa, cao su) để an toàn khi sử dụng, lõi dây điện làm bằng vật liệu dẫn điện (đồng, nhôm) để có thể dẫn điện tốt.
✍️ Ghi nhớ
Mỗi loại vật liệu đều có những tính chất riêng. Ví dụ:
- Vật liệu bằng kim loại có tính dẫn điện, dẫn nhiệt, dễ bị ăn mòn, bị gỉ.
- Vật liệu bằng nhựa và thuỷ tinh không dẫn điện, dẫn nhiệt kém, ít bị ăn mòn và không bị gỉ.
- Vật liệu bằng cao su không dẫn điện, không dẫn nhiệt, có tính đàn hồi, ít bị biến đổi khi gặp nóng hay lạnh, không tan trong nước, tan được trong xăng, ít bị ăn mòn.
3. SỬ DỤNG VẬT LIỆU AN TOÀN, HIỆU QUẢ VÀ BẢO ĐẢM SỰ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG
3.1. Sử dụng vật liệu an toàn, hiệu quả
• Hạn chế sử dụng đồ nhựa để đựng nước uống, thực phẩm, thức ăn, nên thay bằng đồ thuỷ tinh.
• Không sử dụng hộp nhựa để đựng thực phẩm ở nhiệt độ cao (nước sôi, thức ăn nóng) hay sử dụng trong lò vi sóng nhằm tránh các hoá chất độc hại lây nhiễm vào thức ăn, nước uống.
• Hạn chế cho trẻ em chơi đồ chơi nhựa vì chúng thường được chế tạo từ nhựa tái chế chứa nhiều hoá chất độc hại và các bột kim loại pha sơn tạo màu bắt mắt cho đồ chơi.
• Không nên để các đồ dùng bằng cao su ở nơi có nhiệt độ quá cao (cao su sẽ bị chảy) hoặc ở nơi có nhiệt độ quá thấp (cao su sẽ bị giòn, cứng,...). Không để các hoá chất dính vào cao su. Không tẩy giặt bằng xà phòng hay xăng dầu làm biến chất, lão hoá cao su.
• Khi sử dụng các vật liệu bằng kim loại, để tránh hoen gỉ, nên ngăn cách các vật liệu này với môi trường bằng một số biện pháp như sơn phủ bề mặt vật liệu, bôi dầu mỡ, ...
• Sử dụng vật liệu an toàn, hiệu quả theo mô hình 3R:
👨👩👧👦 Thảo luận
11. Từ thực tế cùng với việc tìm hiểu thông tin qua sách báo và internet, em hãy cho biết cách sử dụng đồ vật bằng nhựa an toàn, hiệu quả.
- Hạn chế sử dụng đồ vật nhựa đựng nước uống, thực phẩm, thức ăn,... Có thể thay bằng đồ thuỷ tinh;
- Không sử dụng hộp nhựa để đựng thực phẩm ở nhiệt độ cao (nước sôi, thức ăn nóng,...) nhằm tránh các hoá chất độc hại từ hộp nhựa lây nhiễm vào thức ăn, nước uống;
- Không sử dụng hộp nhựa để nấu, hâm nóng hay rã đông thực phẩm trong lò vi sóng. Khi dùng trong lò vi sóng nhiệt độ của thức ăn sẽ tăng lên, và sẽ tác động vào hộp đựng bằng nhựa, làm cho các chất gây hại có trong nhựa bị lây nhiễm ra thực phẩm. Có thể thay thế bằng hộp thuỷ tinh, bát đĩa bằng sành sứ để bảo đảm an toàn cho sức khoẻ gia đình;
- Hạn chế cho trẻ em chơi đồ chơi nhựa vì chúng đều tạo từ nhựa tái chế chứa nhiều hoá chất độc hại và các bột kim loại pha sơn tạo màu bắt mắt cho đồ chơi.
👨👩👧👦 Thảo luận
12. Em hãy tìm hiểu và cho biết cách sử dụng đồ vật bằng cao su an toàn, hiệu quả.
- Không nên để các đồ dùng bằng cao su ở nơi có nhiệt độ quá cao (cao su sẽ bị chảy) hoặc ở nơi có nhiệt độ quá thấp (cao su sẽ bị giòn, cứng,...).
- Không để các hoá chất dính vào cao su.
- Không tẩy giặt bằng xà phòng hay xăng dầu làm biến chất, lão hoá cao su.
👨👩👧👦 Thảo luận
13. Những biện pháp nào được sử dụng để hạn chế sự hoen gỉ của kim loại?
Ngăn cách các vật liệu này với môi trường bằng một số biện pháp như sơn phủ bề mặt vật liệu, tra dầu mỡ, chế tạo vật liệu chống ăn mòn,...
3.2. Tìm hiểu việc sử dụng các vật liệu bảo đảm sự phát triển bền vững
Một số vật liệu xây dựng mới như gạch không nung, tấm panen đúc sẵn; cửa nhôm; cửa trượt tự động; vách nhôm kính tiết kiệm năng lượng; vách kính chống cháy; mái che kính; cửa gỗ chống cháy, hệ thống rèm ngăn lửa, ngăn khói; ... còn được gọi là vật liệu xây dựng xanh, thân thiện với môi trường.
📖 Mở rộng
Một số kí hiệu thường gặp trên hộp nhựa
👨👩👧👦 Thảo luận
14. Hãy kể tên một số vật liệu mới được sử dụng trong xây dựng đảm bảo phát triển bền vững.
Kính xây dựng, gạch không nung, gỗ công nghiệp, panen đúc sẵn,...
👨👩👧👦 Thảo luận
15. Hãy cho biết ưu điểm của một số vật liệu mới so với vật liệu truyền thống trong xây dựng.
- Tiết kiệm chi phí, năng lượng;
- Thân thiện môi trường;
- An toàn cháy nổ;
- Đảm bảo kiến trúc, thẩm mĩ;
- Tăng nhanh tốc độ xây dựng.
♻️ Vận dụng
Vật dụng nào sau đây được xem là thân thiện với môi trường: pin máy tính, túi ni lông, ống hút làm từ bột gạo?
Ống hút bột gạo.
✍️ Ghi nhớ
Sử dụng vật liệu an toàn, hiệu quả sẽ bảo vệ sức khoẻ con người và tiết kiệm để giảm giá thành sản phẩm. Sử dụng các vật liệu mới, tiết kiệm kinh tế, tiết kiệm năng lượng, thân thiện với môi trường sẽ đảm bảo sự phát triển bền vững.
BÀI TẬP
✍️ Bài tập
1. Điền thông tin còn thiếu theo mẫu bảng sau:
|
STT |
Tên vật liệu |
Đặc điểm |
Công dụng |
|
1 |
Kim loại |
Dẫn nhiệt |
Dụng cụ nấu ăn, xoong, nồi, chảo |
|
2 |
Cao su |
Có tính dẻo và đàn hồi |
Dây cao su, lốp xe,… |
|
3 |
Thủy tinh |
Không bị ăn mòn, trong suốt |
Làm cửa kính, bể cá,… |
✍️ Bài tập
2. Vật liệu nào dưới đây được sử dụng ngoài mục đích xây dựng còn hướng tới bảo vệ môi trường và đảm bảo phát triển bền vững
A. Gỗ tự nhiên.
C. Gạch không nung.
B. Kim loại.
D. Gạch chịu lửa.
Đáp án C.
✍️ Bài tập
3. Thiết kế một áp phích tuyên truyền việc sử dụng vật liệu tái chế để tạo ra những sản phẩm có ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày.
Áp phích chứa thông điệp tuyên truyền việc sử dụng vật liệu tái chế.
