علوم تجربی نهم
📝خلاصه نکات فصل3
چرخه‌های طبیعی
- چرخه، مجموعه‌ای از تغییرهاست که بارها تکرار می‌شود و پایان نمی‌یابد.
- چرخه‌های طبیعی مانند چرخه آب، سنگ، غذا و زندگی گیاهان و جانوران با یکدیگر ارتباط دارند.
- تغییر در یک چرخه می‌تواند تعادل چرخه‌های دیگر را نیز برهم بزند.
- ادامه حیات جانداران به حفظ تعادل چرخه‌های طبیعی وابسته است.
- افزایش دمای زمین می‌تواند باعث تغییر فصل‌ها و باز شدن زودهنگام شکوفه‌ها شود؛ سرمازدگی شکوفه‌ها نیز موجب کاهش محصول و خسارت به باغداران می‌شود.
چرخه کربن
- در چرخه کربن، کربن بین هواکره، سنگ‌کره، آب‌کره و جانداران جابه‌جا می‌شود.
- گیاهان با فتوسنتز کربن‌دی‌اکسید را مصرف می‌کنند.
- انسان و جانوران با تنفس کربن‌دی‌اکسید تولید می‌کنند.
- مرگ و پوسیدگی جانداران باعث بازگشت کربن به خاک می‌شود.
- سوزاندن مواد آلی و سوخت‌های فسیلی، کربن‌دی‌اکسید زیادی وارد هوا می‌کند.
- استخراج و سوزاندن سوخت‌های فسیلی جزء چرخه طبیعی کربن نیست.
- مصرف بی‌رویه سوخت‌های فسیلی تعادل چرخه‌های طبیعی را برهم می‌زند.
سوخت‌های فسیلی و گرمایش زمین
- سوخت‌های فسیلی شامل زغال‌سنگ، نفت خام و گاز طبیعی هستند.
- این سوخت‌ها طی میلیون‌ها سال و بسیار آهسته تشکیل می‌شوند.
- سوختن سوخت‌های فسیلی مقدار زیادی کربن‌دی‌اکسید تولید می‌کند.
- افزایش کربن‌دی‌اکسید باعث افزایش اثر گلخانه‌ای و بالا رفتن دمای زمین می‌شود.
- پیامدهای افزایش دما شامل ذوب یخ‌های قطبی، تغییر فصل‌ها و آسیب به چرخه‌های طبیعی است.
- باران اسیدی نیز می‌تواند موجب فرسایش سنگ‌ها و خاک‌ها شود.
نفت خام و زندگی امروز
- نفت خام مایعی غلیظ و سیاه‌رنگ است.
- استفاده از نفت باعث تحول حمل‌ونقل و گسترش خودروها و هواپیماها شد.
- نفت در رشد صنایع غذایی، دارویی، بهداشتی، کشاورزی و فناوری نقش مهمی داشته است.
- نفت هم برای تولید انرژی و هم برای ساخت فرآورده‌های گوناگون استفاده می‌شود.
- فرآورده‌های نفتی در تولید پلاستیک، دارو، محصولات بهداشتی، پوشاک و کودهای شیمیایی کاربرد دارند.
- حجم هر بشکه نفت خام ۱۵۹ لیتر است.
- مصرف روزانه نفت خام جهان در سال ۱۳۹۷ برای نخستین بار از ۱۰۰ میلیون بشکه گذشت.
کاهش وابستگی به نفت
- جلوگیری از خام‌فروشی نفت.
- گسترش صنایع پتروشیمی و تبدیل نفت به فرآورده‌های سودمند.
- توسعه گردشگری و صنایع دستی.
- گسترش صنایع و صادرات غیرنفتی.
- توسعه صنایع کشاورزی و غذایی و صادرات محصولات کشاورزی.
- افزایش صادرات فنی و مهندسی.
- استفاده از منابع انرژی دیگر.
- صرفه‌جویی در مصرف انرژی.
هیدروکربن‌ها
- نفت خام مخلوطی از صدها ترکیب به نام هیدروکربن است.
- هیدروکربن‌ها از دو عنصر کربن و هیدروژن ساخته شده‌اند.
- متان ساده‌ترین هیدروکربن است و فرمول آن CH₄ است.
- هرچه تعداد اتم‌های کربن در هیدروکربن بیشتر باشد، نقطه جوش آن بیشتر است.
- افزایش تعداد کربن باعث افزایش نیروی ربایش بین مولکول‌ها می‌شود.
- هیدروکربنی که کربن کمتری دارد، آسان‌تر جاری می‌شود.
جدا کردن اجزای نفت خام
- مایعاتی که نقطه جوش متفاوت دارند، با روش تقطیر از یکدیگر جدا می‌شوند.
- در تقطیر، ماده‌ای که نقطه جوش کمتری دارد زودتر بخار می‌شود.
- بخار پس از عبور از بخش سردکننده دوباره به مایع تبدیل می‌شود.
- در پالایشگاه، نفت خام با استفاده از برج تقطیر به برش‌های مختلف جدا می‌شود.
- هر برش نفتی مخلوطی از چند هیدروکربن با نقطه جوش‌های نزدیک به هم است.
- در برج تقطیر، برش‌های پایین‌تر دارای مولکول‌های بزرگ‌تر، سنگین‌تر و نقطه جوش بالاتر هستند.
- قیر در پایین برج قرار دارد و سنگین‌ترین و تیره‌ترین برش است.
- بوتان در بالاترین قسمت قرار دارد و مولکول‌های کوچک‌تر و سبک‌تری دارد.
- نفت خام در برج تقطیر به ۸ برش جدا می‌شود.
نفت؛ منبعی برای ساختن
- نفت فقط برای سوختن و تولید انرژی نیست و می‌توان از آن مواد سودمند ساخت.
- اتن یا اتیلن با فرمول C₂H₄ یکی از مواد مهم به‌دست‌آمده از نفت است.
- اتن به رسیدن میوه‌ها کمک می‌کند.
- از اتن در کشاورزی برای تبدیل میوه‌های نارس به رسیده استفاده می‌شود.
- با تغییر شیمیایی اتن، پلاستیک تولید می‌شود.
- پلی‌اتن از اتصال تعداد زیادی مولکول اتن به یکدیگر تشکیل می‌شود.
- در این فرایند پیوند دوگانه بین اتم‌های کربن شکسته می‌شود و زنجیره‌ای بلند تشکیل می‌گردد.
- این واکنش «بسپارش» نام دارد.
- عنصرهای اصلی سازنده پلاستیک‌ها کربن و هیدروژن هستند.
تأثیر نفت خام بر محیط زیست
- سوزاندن نفت و سایر سوخت‌های فسیلی باعث تولید مقدار زیادی کربن‌دی‌اکسید می‌شود.
- افزایش کربن‌دی‌اکسید موجب گرم شدن زمین و آلودگی هوا می‌شود.
- ذوب یخ‌های قطبی و جابه‌جایی فصل‌ها از پیامدهای افزایش دمای زمین هستند.
- میزان مصرف برق، نوع خودرو و میزان استفاده از خودرو بر مقدار کربن‌دی‌اکسید تولیدشده اثر دارد.
- در مثال کتاب، برای تولید برق با زغال‌سنگ بیشترین و با انرژی خورشیدی کمترین مقدار کربن‌دی‌اکسید تولید می‌شود.
- یک درخت میانسال به طور میانگین سالانه حدود ۱۰ کیلوگرم کربن‌دی‌اکسید مصرف می‌کند.
پلاستیک‌های ماندگار
- پلاستیک‌های نفتی ارزان، بادوام و مقاوم هستند.
- ماندگاری زیاد پلاستیک باعث تجمع زباله‌های پلاستیکی در طبیعت شده است.
- انباشته شدن پلاستیک‌ها موجب آلودگی و ایجاد مشکلات زیست‌محیطی می‌شود.
- حذف کامل پلاستیک در شرایط کنونی امکان‌پذیر نیست؛ بنابراین باید مصرف و آثار زیست‌محیطی آن مدیریت شود.
راه‌های داشتن محیط زیست بهتر
- کاشت درخت و جنگل‌کاری.
- استفاده از انرژی‌های پاک مانند خورشیدی، بادی، آب جاری و زمین‌گرمایی.
- بهینه‌سازی مصرف سوخت و انرژی در خانه‌ها، خودروها و صنایع.
- بازیافت پلاستیک‌ها.
- کاهش تولید کربن‌دی‌اکسید و استفاده از روش‌های مناسب برای جلوگیری از ورود آن به هوا.
ابوریحان بیرونی
- ابوریحان محمد بن احمد بیرونی در سال ۳۵۲ هجری شمسی در خوارزم متولد شد.
- در ریاضی، اخترشناسی، جغرافیا، شیمی، داروسازی، فیزیک و مکانیک فعالیت داشت.
- در کتاب «اسطرلاب» روشی برای اندازه‌گیری شعاع زمین ارائه کرد.
- از گردش زمین به دور خود سخن گفته بود.
- یکی از کارهای مهم او کاربرد ریاضیات در علوم مختلف بود.
- محاسبات دقیق او در اندازه‌گیری زمین، قرن‌ها پیش از برخی دانشمندان مغرب زمین انجام شده بود.