جواب خودرابیازمایید صفحه 3 شیمی یازدهم

پاسخ و توضیح تمرین 1 خود را بیازمایید صفحه 3 شیمی یازدهم این تمرین به شما کمک می‌کند تا با **چرخه‌ی حیات (Life Cycle)** یک محصول، از **استخراج مواد اولیه** تا **مصرف و پایان عمر** آن آشنا شوید و به تفکر درباره‌ی $\mathbf{\text{توسعه‌ی پایدار}}$ بپردازید. 🌍 --- ## آ) فرآیند تولید دوچرخه فرآیند کلی تولید دوچرخه یک مسیر چند مرحله‌ای است که نشان‌دهنده‌ی وابستگی انسان به منابع زمین است: 1. **استخراج مواد اولیه:** تولید دوچرخه از دو منبع اصلی شروع می‌شود: * **مواد معدنی:** استخراج سنگ آهن و سایر فلزات از معادن (برای تولید $\mathbf{\text{فولاد}}$ و قطعات فلزی). * **سوخت‌های فسیلی (نفت):** استخراج نفت خام (برای تولید $\mathbf{\text{پلیمرها}}$ مانند لاستیک تایر، پلاستیک‌های زین و دستگیره‌ها). 2. **فرآوری:** مواد اولیه به شکل‌های قابل استفاده تبدیل می‌شوند (مثلاً سنگ آهن به $\mathbf{\text{ورقه‌های فولادی}}$ و نفت خام به $\mathbf{\text{پلیمرها}}$). 3. **تولید قطعات و مونتاژ:** قطعات مختلف مانند تایر، بدنه (فریم)، دنده و ترمز تولید و در نهایت $\mathbf{\text{مونتاژ}}$ می‌شوند تا دوچرخه‌ی نهایی ساخته شود. این فرآیند نشان می‌دهد که تولید یک کالای واحد به $\mathbf{\text{منابع گسترده‌ی زمین}}$ و $\mathbf{\text{مصرف انرژی}}$ زیادی نیاز دارد. --- ## ب) دور ریختن مواد (ضایعات) **بله،** قطعاً در فرآیند تولید ورقه‌های فولادی و تایر دوچرخه، **موادی دور ریخته می‌شوند**. * **تولید فولاد (از سنگ معدن):** در مرحله‌ی فرآوری سنگ آهن، $\mathbf{\text{بخش زیادی}}$ از سنگ معدن (سرباره یا باطله‌ی معدنی) که فاقد فلز است، به صورت ضایعات جامد دور ریخته می‌شود. همچنین، گازهای آلاینده نیز به هواکره وارد می‌شوند. * **تولید تایر (از نفت خام):** در فرآیند پالایش نفت و پلیمری‌شدن، $\mathbf{\text{ضایعات مایع و پلیمری}}$ تولید می‌شوند و انرژی مصرفی در این فرآیند نیز باعث تولید $\mathbf{\text{گازهای گلخانه‌ای}}$ می‌شود. **نتیجه:** در هیچ فرآیند صنعتی، $\mathbf{\text{بازده } 100\%}$ وجود ندارد. تولید ضایعات و آلاینده‌ها، بخشی اجتناب‌ناپذیر از چرخه‌ی تولید مواد است. --- ## پ) پایان عمر قطعه‌های دوچرخه با گذشت زمان، قطعات دوچرخه به دلیل $\mathbf{\text{واکنش‌های شیمیایی}}$ و $\mathbf{\text{فیزیکی}}$ دستخوش تغییر می‌شوند: 1. **زنگ‌زدگی فلزات:** بخش‌های فلزی (فولادی) دوچرخه در تماس با $\mathbf{\text{رطوبت و اکسیژن}}$ هوا زنگ می‌زنند (خورده می‌شوند). $\mathbf{\text{آهن} (Fe)}$ به $\mathbf{\text{اکسید آهن} (Fe_2O_3)}$ تبدیل می‌شود. 2. **تجزیه‌ی پلیمرها:** لاستیک تایر و قطعات پلاستیکی به مرور زمان بر اثر $\mathbf{\text{نور خورشید (UV)}}$ و $\mathbf{\text{گرما}}$ فرسوده و تجزیه می‌شوند و خواص مکانیکی خود را از دست می‌دهند. 3. **بازگشت به طبیعت (کند):** در نهایت، اگر دوچرخه دور انداخته شود، به طور بسیار آهسته و پس از $\mathbf{\text{سال‌های طولانی}}$، اجزای آن به شکل‌هایی که در طبیعت یافت می‌شود، تبدیل خواهند شد. (البته پلیمرها و برخی آلیاژها به این راحتی به طبیعت باز نمی‌گردند.)

پاسخ و توضیح تمرین 2 خود را بیازمایید صفحه 3 شیمی یازدهم این تمرین به مفهوم **چرخه‌ی مواد در کره‌ی زمین** می‌پردازد و تأکید می‌کند که انسان در واقع **بخش جدایی‌ناپذیر** از این چرخه‌ی طبیعی است و تنها نقش $\mathbf{\text{تغییر دهنده‌ی شکل و ساختار}}$ مواد را بازی می‌کند. ♻️ --- ## الف) منبع همه‌ی مواد (طبیعی و ساختگی) **بله،** جمله‌ی «همه‌ی مواد طبیعی و ساختگی از کره‌ی زمین به دست می‌آیند»، **درست است**. **توضیح:** * **مواد طبیعی:** مانند سنگ معدن، آب، نفت خام یا چوب، مستقیماً از پوسته، آب‌کره یا هواکره استخراج می‌شوند. * **مواد ساختگی:** مانند پلاستیک‌ها، الیاف مصنوعی، یا آلیاژهای فلزی، در واقع $\mathbf{\text{نتیجه‌ی تغییر شکل یا ترکیب مواد طبیعی}}$ هستند. به عنوان مثال، پلاستیک از نفت خام (ماده طبیعی) ساخته می‌شود و فولاد از سنگ آهن (ماده طبیعی) به دست می‌آید. بنابراین، تمام مواد، چه آنهایی که مستقیماً از طبیعت گرفته شده‌اند و چه آنهایی که توسط انسان سنتز شده‌اند، $\mathbf{\text{منشأ زمینی}}$ دارند. --- ## ب) بازگشت مواد به طبیعت موادی که از طبیعت استخراج و فرآوری می‌شوند، در پایان چرخه‌ی عمر خود به اشکال مختلفی به طبیعت بازمی‌گردند: 1. **به صورت مواد طبیعی اولیه:** موادی که $\mathbf{\text{تجزیه‌پذیر}}$ هستند (مانند چوب، کاغذ، یا ضایعات آلی) از طریق فرآیندهای $\mathbf{\text{زیستی و شیمیایی}}$ دوباره به $\mathbf{\text{مولکول‌های ساده‌تر}}$ (مانند $\mathbf{CO_2}$، $\mathbf{H_2O}$ و عناصر معدنی) تبدیل شده و به چرخه‌ی طبیعت بازمی‌گردند. 2. **به صورت مواد بازیافتی:** موادی که $\mathbf{\text{قابل بازیافت}}$ هستند (مانند $\mathbf{\text{فلزات، شیشه و برخی پلاستیک‌ها}}$) دوباره وارد چرخه‌ی تولید شده و به جای دور ریختن، $\mathbf{\text{فرآورده‌های جدیدی}}$ از آن‌ها ساخته می‌شود. 3. **به صورت ضایعات انباشته:** موادی که $\mathbf{\text{به راحتی تجزیه نمی‌شوند}}$ (مانند پلاستیک‌های نفتی) به صورت ضایعات در طبیعت یا محل دفن زباله انباشته شده و فرآیند بازگشت آن‌ها به شکل اولیه $\mathbf{\text{بسیار کند}}$ است و آلودگی ایجاد می‌کند. --- ## پ) پایستگی جرم کل مواد در کره‌ی زمین **بله،** به تقریب، $\mathbf{\text{جرم کل مواد در کره‌ی زمین ثابت می‌ماند}}$. **چرا؟** این موضوع بر اساس $\mathbf{\text{قانون پایستگی جرم}}$ است. کره‌ی زمین را می‌توان تا حد زیادی به عنوان یک $\mathbf{\text{سیستم بسته}}$ در نظر گرفت. * **علت:** هیچ واکنش شیمیایی یا تغییر فیزیکی (مانند استخراج، تولید، یا تجزیه) نمی‌تواند جرم را ایجاد یا نابود کند. تنها مقدار بسیار ناچیزی از جرم به دلیل $\mathbf{\text{فرآیندهای هسته‌ای}}$ (مانند واپاشی پرتوزا) یا تبادل با فضای خارج (مانند فرار هیدروژن یا ورود شهاب‌سنگ‌ها) تغییر می‌کند که در مقیاس جرم زمین، قابل چشم‌پوشی است. بنابراین، وقتی انسان از منابع زمینی استفاده می‌کند، $\mathbf{\text{تنها شکل فیزیکی و شیمیایی مواد را تغییر می‌دهد}}$ و جرم کل سیستم ثابت است. --- ## ت) بهره‌برداری از منابع و توسعه جمله‌ی ناتمام می‌تواند به این صورت تکمیل شود: **برخی بر این باورند که هر چه میزان بهره‌برداری از منابع یک کشور بیشتر باشد، آن کشور $\mathbf{\text{توسعه یافته‌تر و ثروتمندتر}}$ است.** **اما در تفکر جدید:** * **توسعه پایدار:** امروزه، توسعه‌ی یک کشور تنها به میزان بهره‌برداری از منابعش بستگی ندارد، بلکه به این بستگی دارد که چقدر در $\mathbf{\text{استفاده‌ی بهینه}}$، $\mathbf{\text{بازیافت}}$ و $\mathbf{\text{کاهش ضایعات}}$ موفق باشد. بهره‌برداری بیش از حد و نامناسب از منابع، $\mathbf{\text{هزینه‌های زیست‌محیطی سنگینی}}$ به همراه دارد که در بلندمدت، توسعه‌ی کشور را به خطر می‌اندازد.

پاسخ و توضیح تمرین 3 با هم ببینیم صفحه 3 شیمی یازدهم این تمرین به شما نشان می‌دهد که چگونه $\mathbf{\text{مصرف منابع طبیعی}}$ در سطح جهانی، به ویژه با رشد جمعیت و توسعه‌ی صنایع، $\mathbf{\text{به صورت تصاعدی}}$ در حال افزایش است. 📈 --- ## الف) میزان استخراج و مصرف فلزات در سال $\mathbf{2015}$ برای یافتن میزان مصرف فلزات، باید به بخش $\mathbf{\text{آبی}}$ رنگ ستون مربوط به سال $\mathbf{2015}$ در نمودار نگاه کنیم. * **ارتفاع بخش فلزات (آبی):** این بخش در حدود سطح $\mathbf{12 \text{ میلیارد تن}}$ قرار دارد (مقدار بالاترین خط نارنجی، حدود $\mathbf{18 \text{ میلیارد تن}}$، منهای ارتفاع خط پایین‌تر، حدود $\mathbf{6 \text{ میلیارد تن}}$). **نتیجه:** به تقریب، $\mathbf{12 \text{ میلیارد تن فلز}}$ در سال $\mathbf{2015}$ در جهان استخراج و مصرف شده است. (این بخش نشان‌دهنده‌ی $\mathbf{\text{بیشترین میزان رشد مصرف}}$ در بین این سه دسته است.) --- ## ب) مجموع استخراج و مصرف مواد در سال $\mathbf{2030}$ برای یافتن مجموع استخراج و مصرف، باید ارتفاع $\mathbf{\text{بالاترین نقطه‌ی ستون}}$ مربوط به سال $\mathbf{2030}$ را بخوانیم. * **ارتفاع کل ستون (2030):** بالای بخش نارنجی (سوخت‌های فسیلی) به سطح $\mathbf{72 \text{ میلیارد تن}}$ رسیده است. **نتیجه:** پیش‌بینی می‌شود که در سال $\mathbf{2030}$، مجموعاً به تقریب $\mathbf{72 \text{ میلیارد تن}}$ از این مواد (مواد معدنی، فلزات و سوخت‌های فسیلی) استخراج و مصرف شوند. --- ## پ) گفت‌وگو درباره‌ی ارزش منابع زمین جمله‌ی «زمین منبع عظیمی از هدایای ارزشمند و ضروری برای زندگی است» کاملاً درست و حاوی یک $\mathbf{\text{نگاه زیست‌محیطی و فلسفی}}$ است. **توضیح و جنبه‌های گفت‌وگو:** 1. **ارزش ذاتی منابع:** تمام مواد خام (فلزات، نفت، آب، خاک) $\mathbf{\text{ضروری}}$ برای ساخت و حفظ زندگی مدرن، $\mathbf{\text{رایگان}}$ و به عنوان یک $\mathbf{\text{هدیه}}$ در اختیار ما قرار گرفته‌اند. اگرچه ما برای استخراج و فرآوری آن‌ها هزینه می‌کنیم، اما $\mathbf{\text{ایجاد اولیه‌ی}}$ این منابع (مانند $\mathbf{\text{نفت}}$ یا $\mathbf{\text{سنگ آهن}}$) فرآیندی میلیون‌ها ساله است. 2. **مسئولیت اخلاقی:** از آنجایی که منابع زمین $\mathbf{\text{محدود}}$ و $\mathbf{\text{ارزشمند}}$ هستند، ما وظیفه داریم که در استفاده از آن‌ها $\mathbf{\text{صرفه‌جویی}}$ کرده و اصول $\mathbf{\text{توسعه‌ی پایدار}}$ را رعایت کنیم. افزایش شدید مصرف در نمودارها، نشان می‌دهد که ما با این مسئولیت فاصله داریم. 3. **شیمی و پایداری:** وظیفه‌ی $\mathbf{\text{علم شیمی}}$، یافتن راه‌هایی برای $\mathbf{\text{استفاده‌ی بهینه}}$ از این هدایا (مانند بازیافت، کاهش ضایعات، و ابداع مواد جدید با آلودگی کمتر) است تا این منابع برای نسل‌های آینده نیز باقی بمانند.