» «
זהב
מהו הזהב?



הזהב הוא מתכת נדירה שניתן למצוא באדמה. הזהב יקר ערך משום שאין ממנו הרבה בעולם.

הזהב לא נקשר לחומרים אחרים והוא נמצא בטבע במצבו הנקי. כל שצריך לעשות הוא להפריד מהזהב את החול או הסלע שבתוכם הוא נמצא. זה שונה ממרבית המתכות האחרות, שמצויות באדמה כמחצבים שמהם יש להפיק את המתכת במאמץ רב.

לכן הפך הזהב כבר בימי קדם לנחשק ושווה הרבה מאד. רק האצילים והעשירים במיוחד החזיקו בזהב היקר. כיום, בנוסף על יצירת תכשיטים, משמש הזהב גם בטכנולוגיה ובתעשייה. יתרונו של הזהב הוא המוליכות החשמלית הגבוהה שלו והעמידות שלו לקורוזיה. במכשירים אלקטרוניים שונים נמצאות כמויות זעירות של זהב.


הנה סרטון שמסביר על היסוד הכימי זהב ויתרונותיו:

http://youtu.be/nuNVbfy9Wig


פעמון זהב עתיק שיכול היה להיות רק לעשירים (עברית):

http://youtu.be/xWevkJsanIA?t=3s


וכך כורים זהב בימינו:

http://youtu.be/S16q_x8TUo0
אלומיניום
מהו האלומיניום ולמה היה בעבר יקר מזהב?



מתכת האלומיניום (Aluminum), בעברית החמרן, היא מתכת קלה מאוד. צפיפות האלומיניום מגיעה בקושי לכשליש מצפיפות הפלדה, אבל היא מאפשרת לייצר מאלומיניום סגסוגות חזקות כמעט כשל פלדה.

החמרן, כלומר האלומיניום הוא מתכת המוליכה חשמל וחום טוב וזול מאוד. משום כך מנצלים חומר זה לכבלי וקווי חשמל, לייצורם של סירי בישול ומחבתות ועוד.

האלומיניום הופק בפעם הראשונה במאה ה-19. הפקתו ממינרלים שכללו את היסוד הזה הייתה תהליך מורכב ויקר ביותר. משום כך היה מחירה של מתכת האלומיניום באותה תקופה יקר יותר ממחיר הזהב!

הדברים הגיעו לכך שמלכים כמו נפוליאון ה-3 מלך צרפת היו מגישים את האוכל בארוחות פאר בתוך צלחות אלומיניום. דוגמה נוספת ליוקרתו של החומר הזה, שהיום מצוי בכל תריס ישן בכמויות ענק ובזיל הזול - באמצע המאה ה-19 הוצגו מטילים מאלומיניום לצידם של יהלומי הכתר הצרפתי, בתערוכה העולמית שהתקיימה אז בפאריס.

כיום זול הרבה יותר להפיק ולייצר את האלומיניום ומשום כך ירד מחירו פלאים והוא חומר זול ושימושי מאד בתעשיה. עמידות, קלות משקל, גמישות, נגד חלודה, הולכת חשמל ותכונות נוספות של האלומיניום, הופכות אותו לחומר שימושי מאד בתעשייה המודרנית.

כמות החמרן בקליפת כדור הארץ גדולה אף מזו של הברזל - מעל 8%. ההפקה שלו כיום היא מחומר שנקרא בוקסיט, עופרה המכילה תחמוצת אלומיניום ומצויה במרבצי הבוקסיט הגדולים של אוסטרליה, אך גם בג'מאיקה וברזיל, בעלות עתודות החמרן הגדולות.


הנה סיפורו של האלומיניום ששינה את העולם:

https://youtu.be/yn9qhQSMCRk


כך מפיקים ומייצרים את האלומיניום (עברית):

http://youtu.be/Zz-Wn5L-Ra8


וכך מייצרים פחיות שתייה:

http://youtu.be/V4TVDSWuR5E
ארד
מהי סגסוגת הברונזה או הארד?



מתכת הארד, או הברונזה, היא מתכת שאינה מתכת טהורה, אלא סגסוגת. כלומר, היא מורכבת משתי מתכות: נחושת ובדיל.

הברונזה הומצאה לפני מעל 5,300 שנים. ההמצאה הזו הייתה חזקה מהברזל והייתה להמצאה חשובה מאד, שגם תרמה לקידמה האנושית. בין השאר יצרו ממנה אז כלי נשק, כלי אוכל וכלי עבודה.

בזכות התרומה העצומה שהייתה לברונזה ניתן לזמן ההוא, שבו פותחה, השם "תקופת הברונזה".

כיום משמש הארד או הברונזה ליציקת פסלים, מדליות, מטבעות ופעמונים.


כך יוצקים חרב עשויה ארד:

http://youtu.be/8c2xiKFLnYY


כך יצרו את הברונזה, המתכת הקשה והשימושית בימי קדם:

http://youtu.be/eEWIuyeNp2k


ופיסול בברונזה (עברית):

http://youtu.be/yqEi6qo7_H4
פלטינה
איך הפלטינה היא המתכת היקרה בעולם?



המתכת היקרה ביותר בעולם היא הפלטינה, או הפלטיניום (Platinum). היא התגלתה לראשונה באיטליה, בשנת 1735 על ידי יוליוס סקליגר. מחירה של הפלטינה גבוה ועולה פעמים רבות עד פי שניים ממחיר הזהב.

הפלטינה משמשת לייצור תכשיטים יוקרתיים במיוחד, מהיקרים בעולם. יש לפלטינה שימושים נוספים בתעשייה, במיוחד בתחומים כמו כימיה, אלקטרוניקה ורפואה.

מקור השם "פלטינום" הוא מספרדית שבה פירושו "כסף זעיר".


הנה הפלטינה:

https://youtu.be/X1zT2EZf1jk


כך חוצבים את מתכת הפלטינה במכרות:

https://youtu.be/PBaN9PPz-hg


מצגת וידאו על הפלטינה:

https://youtu.be/1yYYmDVNAZw


הרצאת וידאו על המתכת היקרה בתבל:

https://youtu.be/vhPu-3b0FnY


וכך מייצרים טבעות פלטינה:

http://youtu.be/X09zSQSUXDk

מתכות

כספית
מהי הכספית, המתכת הנוזלית?



כספית (Mercury) היא מתכת שנקראה ביוונית "מי הכסף", משום צבעה והנוזליות שמאפיינת אותה בטמפרטורת החדר. היא גם בעלת יכולת "להתקדם במרחב", מה שהקנה לה את השם "מרקורי", כשמו של האל השליח מהמיתולוגיה היוונית.

הכספית היא רעילה מאד ויכולה לגרום לבעיות רפואיות שונות. מצד שני, היא משמשת לשימושים שונים, כשהמוכר מביניהם הוא מדחום הכספית, שמתבוסס על התכונה שלה להתקדם בטמפטורות שונות. מסגסוגת שמכילה כספית יצרו בעבר גם את האמלגם שמצוי בסתימות שיניים.

בשל החשש מהרעלת כספית אסרו מדינות שונות על שימוש בסתימות שיניים מאמלגם. באחרונה גם נאסר בישראל על שימוש במדחומי כספית, בגלל הסכנה שבפיזור הכספית הרעילה שבהם, במקרה של שבר.

בימי קדם שימשה הכספית גם ליצירה של צבעים עתיקים. בשילוב של כספית עם גופרית יצרו את צבע הוורמיליון שצבעו אדום-כתום. זאת בניגוד לצבעי התכלת והארגמן שנוצרו מחסרי חוליות ימיים.


הנה הכספית:

https://youtu.be/oL0M_6bfzkU


בישול של חביתה על כספית. החביתה כמובן רעילה:

https://youtu.be/uB7gzJnfP4Q


תפקידה החשוב של הכספית בהמצאת הברומטר, מדחום, ובתגליות מתחום המשקל (מתורגם):

https://youtu.be/EkDhlzA-lwI?t=5s


והסכנה הבריאותית שנגרמת מהכספית שבמאכלי ים:

https://youtu.be/wd8djXPrbhg
ברזל
מהו הברזל ובמה הוא מצטיין?



כבר אלפי שנים שהברזל (Iron), אחת המתכות הנפוצות ביותר על פני כדור הארץ, הוא מהחומרים החשובים בהיסטוריה. בקרב תרבויות שונות הוא מילא תפקיד מכריע ותרם רבות להתפתחות החברה האנושית.

הברזל מהווה מעל 5% מהרכב קליפת כדור הארץ. באדמה מופיעה עפרת הברזל בצורת מינרלים ולא כמתכת. את העפרות המופקות מהקרקע ניתן להפוך בקלות לברזל מתכתי.

ואכן, את הברזל ניתן להפיק בקלות יחסית. עפרות הברזל נפוצות מאוד בעולם ומאות מיליוני טון של ברזל מופקים בעולם מדי שנה - כמות העולה על זו המופקת מכל שאר המתכות גם יחד.

מבחינת כמויות ההפקה שלהן והתועלת שהן מביאות, ברזל נמנה על שלוש המתכות שניצבות בראש - ביחד עם הנחושת והחמרן.

לברזל כמה תכונות חשובות, כמו המגנטיות וכמו הקלות שבה ניתן להפוך אותו לפלדה, לעומת מתכות אחרות.

פלדה הוא השם הכולל לכמה סוגי סגסוגות, תערובת מותכת של ברזל וסיגים. הסגסוגות הללו ידועות בחוזקן הרב ובתכונות המיוחדות לכל סוג וסוג של פלדה. בתוספת של כמויות קטנות מחומרים אחרים, כמו פחם, ניתן להפוך את הברזל בקלות לפלדה (ראו בתגית "פלדה").


#הפקת הברזל
הברזל מופק מעפרות ברזל שונות. החשובות מהן, באחוז הברזל שבהן, הן המגנטיט (המכיל הכי הרבה ברזל וצבעו שחור, בשל תחמוצת הברזל שבו), המטיט שהתחמוצת הפכה אותו אדום כדם, הלימוניט והסידי ריט.

כבר אלפי שנים שייצור הברזל לא השתנה בהרבה. הפקת ברזל מהקרקע היא בהוצאת העפרות הללו והתגלתה עוד בימי קדם.

אחרי שכורים את עפרות ברזל מהאדמה, הן מעובדות לברזל באמצעות חימום בתוך כבשן המחומם לטמפרטורה גבוהה מאוד, בחום עצום. לעתים מוסיפים לעפרות בכבשן סוג של פחם הנקרא "קוקס".


הנה הברזל:

https://youtu.be/k6vut9m-5xU


חשיבות הברזל:

https://youtu.be/tGxqOROrtKY


וכך חיפשו את הברזל באדמה בימי הביניים:

https://youtu.be/nawCa-4dWgY
פלדת אל חלד
מהי פלדת אל חלד ומה היתרון שלה כמתכת?



פלדת אל-חֶלֶד (Stainless steel), הידועה גם כנִירוֹסְטָה, היא חומר מתכתי ויעיל מאוד, משום שהוא אינו מחליד ובנוסף הוא גם חזק מאוד, כמו כל פלדה.

סוד פלדת האל-חלד הוא בהיותה סגסוגת, שילוב של שני יסודות או יותר, המערבת ברזל, ניקל וכרום בכמות לא פחותה מ-10.5% מהמשקל הכללי. מה שמונע הצטברות משמעותית של קורוזיה וחלודה הוא השילוב של הכרום יחד עם החמצן.

את פלדת האל-חלד מייצרים במפעלי הפְּלָדָה על ידי התכתה של הפלדה בחום מאוד גבוה ויציקה שלה לתבניות, בהתאם למוצרים שרוצים לייצר ממנה, או הצורך שהיא עומדת לשרת.

סירים, מחבתות, ברזים, מעקים, פסלי מתכת שמוצבים בחוץ ועוד המון מוצרים החשופים ביום יום לרטיבות - כל אלה מיוצרים כיום מפלדת אל חלד, שאצלנו קוראים לה נירוסטה. הם כבר לא יחלידו.

המילה "נִירוֹסְטָה", אגב, היא סימן מסחרי רשום של חברה כלשהי. בישראל היא מילה נרדפת לפלדת אל-חלד ונולדה מ"Nichtrostender Stahl" שבגרמנית פירושה "פלדה בלתי מחלידה".


הנה פלדת האל חלד:

https://youtu.be/cvXtUKYs3tw


מגש לייבוש כלים עשוי פלדת אל-חלד:

https://youtu.be/mfaA92EcCqc


ברז עשוי נירוסטה:

https://youtu.be/Lv1SRZfqG-U


וכך מייצרים ממנה צינורות מים שלא מחלידים:

https://youtu.be/XD-0Yp61aKE
זהב
איך הזהב נוצר?



הזהב היא אחד מהיסודות הכימיים. זוהי המתכת היפה והנדירה בכדור הארץ. היא מרתקת את בני האדם כבר אלפי שנים. בגלל שיש כה מעט ממנה, נעשו אינספור ניסיונות במהלך הדורות, להפוך עופרת לזהב. קראו לזה "אלכימיה" ורבים עסקו במחקר הזה ליצירת זהב, אך הוא לא הניב שום תוצאות. מדענים מעריכים שאם היינו מחברים את כל הזהב שאי-פעם נמצא בכדור הארץ, היינו יוצרים בקושי גוש ששווה לגודל של אולם התעמלות ממוצע.

התיאוריה גרסה זמן רב שהזהב נוצר בהתפוצצות של סופרנובה והוא הגיע לכדור הארץ כאבק מהחלל. בשנים האחרונות טוען מחקר אחר שהתנגשות של כוכבי נייטרון היא שגורמת לפיצוץ. הוא מייצר כה הרבה אנרגיה, שמופק ממנו אור עצום וקרינת גמא אדירה, אבל גם יסודות אחרים שביניהם גם זהב. החוקרים סבורים שהתנגשות כזו בין שני כוכבים נייטרון יכולה ליצור זהב בכמות ששווה ל-10 ירחים כמו הירח שלנו. זה המון זהב, לא?

כך או כך, החוקרים סבורים שבמהלך 4.5 מיליארד שנותיו, הגיע לכדור הארץ מהחלל זהב רב שנוצר בהתרחשויות "אלימות" שכאלה. הזהב הזה פשוט התרסק לו על פני כדור הארץ בפגיעת מטאוריטים והמתין לנו שנחשוף אותו. נסו רק לחשוב כמה זה מדהים שהזהב שבתכשיטים שלנו הוא חומר שנוצר לפני מיליארדי שנים בחלל.


הנה המקור של הזהב (מתורגם):

https://youtu.be/jf_4z4AKwJg


כך מתנגשים כוכבי ניוטרונים דחוסים ומייצרים זהב:

https://youtu.be/yC7p_Bey5lU


עוד על תאוריית התפוצצות הסופרנובה שיוצרת זהב:

https://youtu.be/i94K1wckWY8


והנה דוגמה לערך העצום שנותן המין האנושי לזהב המופלא (עברית):

https://youtu.be/L--1uK7IS_I


פלדה
מהי פלדה ומאיפה היא מגיעה?



פלדה (Steel) היא המתכת הכי נפוצה בעולם המודרני, מתכת שמשתמשים בה הכי הרבה ובכל זאת - היא אינה יסוד, אלא סגסוגת המיוצרת ממתכות אחרות.

הבולטת במתכות אלה היא מתכת הברזל, שלעומת מתכות אחרות ניתן בקלות להפכו לפלדה. במקור, פלדה היא סגסוגת של ברזל ופחמן, כשתכולת הפחמן בה היא קטנה ביותר (מקסימום 2.1% במשקל).

מהי סגסוגת, אתם שואלים?

סגסוגת היא נתך של מתכות, כלומר תערובת מותכת של ברזל וסיגים. כל סגסוגת מערבת מתכות שונות שהותכו ביחד ומתערבבות למתכת חדשה, בעלת תכונות משובחות וייחודיות לה.

ואכן, בזכות החוזק, הגמישות והעמידות שלה, הפלדה היא מהחומרים הנפוצים ביותר בבניין, בתעשייה ובהנדסה. כך לדוגמה, מהווה הפלדה את החומר העיקרי ממנו בנויים הגשרים התלויים. הם מורכבים מסיפון עשוי פלדה, שנתלה על כבלי פלדה, המחוברים ועוברים מעל ומעבר לעמודי פלדה.

למעשה, פלדה הוא השם הכולל למספר סוגי סגסוגות של פלדה. לכל אחד מהם תכונות ושימושים משלו. כללית ומעבר לתכונות המיוחדות לכל פלדה, הסגסוגות הללו ידועות בחוזקן הרב. מבין הסוגים השונים שלה, סוגי הפלדה הנפוצים יותר הם ה, נירוסטה, פלדת הפחמן ופלדת סגסוגת.


כך הופכים ברזל לפלדה:

https://youtu.be/qR6IxO_GqU0


מפעלי פלדה מודרניים (ללא מילים):

https://youtu.be/t2o8Dc5XYUc


כך מייצרים פלדה:

https://youtu.be/9l7JqonyoKA


וסרטון תיעודי על הפלדה וההיסטוריה שלה:

https://youtu.be/gWY-HYSpuCc
מהו פליז ואיך הוא קשור במוסיקה ובג'אז?



פליז (Brass) היא סגסוגת, מתכת שמתקבלת מערבוב, תערובת או תמיסה של שני יסודות או יותר.

הפליז נוצר בהתכה של אבץ ונחושת. כשמתיכים את הנחושת האדומה והאבץ האפור מגלים שהן הפכו למתכת צהובה, סגסוגת, שהיא פליז.

הפליז היא סגסוגת הרבה יותר קשה וחזקה מהנחושת, אך היא לא נדרשת לעמידה בעומסים כמו זהב.

בעבר יצרו מפליז תותחים למלחמה. כיום מייצרים מהפליז מיסבים, חלקי מכונות, אומים, חפצי נוי וגם כלי נשיפה ממתכת.

כן, קבוצת כלי הנשיפה ממתכת אפילו נקראת באנגלית Brass, כלומר פליז.


עשויים פליז - הנה הרכב של כלי נשיפה ממתכת:

http://youtu.be/gOSIXk_xJjQ


גם במוסיקת הג'אז כלי המתכת חשובים:

https://youtu.be/Rw4pQb3I8_Q


כך בונים טרומבון עשוי פליז:

http://youtu.be/IV4vmruL3i4


וכך יוצרים כלי נשיפה ממתכת מפליז:

http://youtu.be/BXRJ5RKIcdY
מהי מתכת הכסף?



הכסף היא מהמתכות יקרות הערך. בבית יש לנו לעתים תכשיטי כסף או כלי אוכל משפחתיים שעברו בירושה ועשויים כסף. גם ספורטאי מצטיין זוכה למדליית כסף, אם זכה במקום השני, אחרי מדליית זהב שבה זוכה המקום הראשון.

כמו הזהב, גם מתכת הכסף שימושית גם בתעשייה המודרנית. כמעט בכל מכשיר חשמלי ניתן למצוא כמות קטנה של כסף, כולל במחשבים, טלפונים ניידים, מצלמות, מכשירים רפואיים וכדומה.

מתכת הכסף התגלתה לפני כ-5000 שנה בטורקיה העתיקה. היא עובדה אז לראשונה והפכה מאז לאחת המתכות ששומרות על שוויין ולחומר ביד היוצרים, של תכשיטים וכלים שעשויים ביד אמן.


על מתכת הכסף:

http://youtu.be/jRwUmGpmF38


על היציבות של שווי הכסף:

http://youtu.be/8WbfdTyloYY
מהי אבן החכמים?



אבן החכמים, או "אבן הפילוסופים", היא שמו של החומר שאותו חיפשו ועליו חלמו האלכימאים של הזמן העתיק.

הם ניסו ללא הפסק למצוא חומר שמסוגל להפוך מתכות זולות לזהב וכסף. האבן המדומיינת הזו נקשרה לעתים גם לשמירה על נעורים וחיי נצח.

במשך דורות רבים הייתה אבן החכמים חלומם של האלכימאים. החיפוש אחרי חומר שכזה בטבע היה נחלת כל מי שעסק באלכימיה. החומר כונה "אבן הפילוסופים" משום שהמקור לו בא מתיאוריות שהעלו פילוסופים שונים, שהמרכזי בהם היה אריסטו.

בפילוסופיה הערבית היו פילוסופים רבים, כמו הפילוסוף אל ראזי, שקיבלו את הרעיון וכתבו עליו רבות. הם גרמו לכולם להאמין בקיומו של החומר הזה.

אולי חלק מהאמונה בקיומו של החומר הזה נעוץ באמונה הדתית, שלפיה בכל אדם פשוט יש את היכולת לצמוח ולהגיע לאמונה נעלה. ה"צמיחה" וההשתנות של האדם מקבילים ודאי למה שיכול לקרות גם לחומר, בעזרת אבן החכמים וקצת ידע באלכימיה, מה שלבסוף לא קרה.


הנה סרטון על אבן החכמים ההיסטורית:

https://youtu.be/K2dQGE9-8D8


קדימון לסרט "הארי פוטר ואבן החכמים":

http://youtu.be/eKSB0gXl9dw


הרצאת וידאו קצרה:

https://youtu.be/7g-WOMXe6Mo


ושיר של ון מוריסון על אבן החכמים:

https://youtu.be/hrsq1werkfs
איך מייצרים מראות?



המראה השטוחה שבה אנו משתמשים כיום לאיפור ולטיפוח מיוצרת במפעל. אופטית, מדובר בהתקן שטוח, המחזיר את קרני האור ולכן מציג את כל מה שניצב לפניו.

בתהליך הייצור של המראות מצמידים שכבה דקה של מתכת כסף או אלומיניום, אל לוחות הזכוכית, בעזרת ואקום.

מתכת הכסף או האלומיניום, שמוצמדת אל הזכוכית, עוברת תהליך כימי הנקרא החנקה. החנקת המתכת היא שם התהליך בו מוצמדת לזכוכית השכבה הדקה של המתכת, שמחזירה את המראה שלפניה.

שיטה זו מאפשרת לייצר בזול כמויות גדולות של מראות ובגדלים עצומים.

ציפוי המתכת הזה שעל הזכוכית, או שכבת המתכת המוכספת שעליה, קולטים את קרני האור שלפניהם, משקפים ומחזירים אותם לכיוון שלפני המראה, כלומר אלינו המתבוננים בה ורואים את עצמנו.

ההבדל האופטי היחידי בין מה שלפני המראה ומה שהיא מחזירה למתבונן הוא המראה ההפוך של העצמים שבחזית המראה. מה שבמציאות נמצא בצד ימין, כשהוא חוזר מהמראה אל עיני המתבונן, נראֶה כאילו הוא בצד שמאל.

ייצור המשטח המלוטש מסתיים בתקן אופטי המחזיר את האור, כך שמשתקפת ממנו הדמות המביטה בו.


הנה תהליך הייצור של המראות:

http://youtu.be/u03S1Nmslw4?t=30s


ואדם שיוצר מראות בעבודת יד, העושות דברים מטורפים:

https://youtu.be/kV8v2GKC8WA?long=yes
האם ניתן ליצור זהב ממתכות זולות?



במשך דורות רבים חלמו האלכימאים וחוקרי החומרים של ימי הביניים לייצר זהב בעצמם. צריך להבין שהזהב היה יקר מאד. היכולת להפוך מתכות זולות כמו הברזל והעופרת לזהב, קסמה לרבים. מעולם הם לא הצליחו. מדע הכימיה שהלך והתפתח הסביר גם למה - כדי להפוך מתכת לזהב יש לשנות את מספר הפרוטונים שבגרעין של המתכת הזו ולא היו להם הכלים התעשייתיים לעשות זאת.

כיום יש ציוד שמאפשר להפוך אטומים של כספית לאטומים של זהב. קוראים לו "מאיץ חלקיקים" והוא יכול לעשות דברים מופלאים בחומרים שונים. ייצור הזהב ממתכות זולות הוא אפשרי תיאורטית באמצעות מאיצי החלקיקים. עם זאת, מכיוון שנדרש כמות אדירה של אנרגיה לייצור אטומים בודדים של זהב, העלות שתושקע בייצור הזהב תהיה גבוהה הרבה יותר מערך הזהב שיתקבל ממנו...


הנה סרטון על הפקת זהב ממתכת כספית (קרויה גם מרקורי) שביצע פרופסור הנטרו נגאוקה בשנת 1924 בעזרת 150 אלף וולט של חשמל:

https://youtu.be/7g-WOMXe6Mo
איך הפיק האדם נחושת בימי קדם?



על אף שלא ידעו אז על תגובה כימית, גילו האנשים כבר לפני אלפי שנים, שאם יערמו בבור נחושת (Copper) חמצנית ופחם ויבעירו את הפחם, ייפלט חום שיתיך את הנחושת ויגרום לה לזלוג לתחתית הבור.

כשכיבו את האש וקיררו את הבור, קיבלו כיכר נחושת נקייה. צורת הכיכר התקבלה מצורתה של תחתית הבור.

אפילו בארץ, בתמנע שליד אילת, התגלו שרידים של מכרות נחושת עתיקים, בני 3500 שנה. גם בהם התגלו בורות ששימשו בימי מצרים העתיקה להפקת הנחושת בשיטה קדומה זו.


כך מפיקים מתכות (מתורגם):

http://youtu.be/ag6XNGAWEdA?t=28s


הנה ניסוי להפקת נחושת באמצעים כימיים (עברית):

http://youtu.be/u4MW1vLGrGU


מכרה נטוש מהעבר:

http://youtu.be/cZJtrElE4Ic


וממצאים של מכרה עתיק:

http://youtu.be/AVtuxtIP4g4
מהי נחושת ואיך תרמה לאדם מאז ימי קדם?



הנחושת (Copper) היא אחד החומרים המרתקים והחשובים בהיסטוריה של המין האנושי.

מסתבר שכבר בימי קדם הבינו את הפוטנציאל הגדול של הנחושת. היא ככל הנראה הייתה המתכת הראשונה שהאדם החל לעבד לצרכיו. הסיבה לכך נעוצה ככל הנראה בעובדה שלעתים אפשר היה למצוא גושים של נחושת על פני האדמה.

כבר בתקופות קדומות הנחושת הייתה מצוינת ליצירת תכשיטים, של כלי נשק ואוכל ואפילו לצרכים רפואיים.

אגב, השם האנגלי "קופר" בא מהשם בו קראו לה בלטינית: "קופרום". זהו שם שבא מהאי קפריסין, בו כרו בימי קדם הרבה נחושת.

בהמשך ההיסטוריה התגלו יתרונות רבים אחרים וחדשניים. את הנחושת ניתן לרקוע היטב, מה שאפשר להשתמש בה לתכשיטים.

בהמשך החלו לשזור ממנה כבלים דקים וגילו שהיא חומר מוליך מעולה של חשמל וחום.

די מהר גם הסתבר שהיא עמידה בפני שיתוך ומתערבבת היטב עם מתכות אחרות, מה שהפך אותה לחומר מעולה ליצירת סגסוגות מתכת שימושיות בשלל תחומים (סגוסגת היא שילוב של שני יסודות כימיים או יותר, שאחד מהם הוא מתכת ולכן היא יוצרת חומר בעל תכונות מתכתיות).

בין הסגסוגות המכילות נחושת ניתן למצוא את הניקל, המשמשת לייצור מטבעות ולהבים של טורבינות, את סגסוגת הארד, שממנה מייצרים בין השאר מדליות ופסלים וכמובן גם את סגסוגת הפליז - הסגסוגת השימושית בייצור של צינורות ואינספור חלקי מכונות.


#הפקת נחושת
את הנחושת ניתן להפיק ממאות מינרלים המכילים אותה. בין המתאימים להפקה של נחושת נמצא את הקָלְקוֹצִיט (שהיא נחושת גפרית), קוּפְרִיט (תחמוצת הנחושת), כמו גם המינרלים הצבעוניים ביותר מַלְכִיט (שצבעו כחול ירוק) ואָזוּרִיט (נחושת פחמתית שצבעה כחול).

למינרל הקָלְקוֹפִירִיט (תערובת של נחושת וברזל גפרי) יש נצנוץ צהוב מתכתי המזכיר זהב, מה שהעניק לו בהיסטוריה את הכינוי "זהב השוטים".

אחד ממרבצי הנחושת הגדולים בעולם נמצא ב"רצועת הנחושת" של זמביה וזימבבווה, בעבר רודזיה.


הנה הנחושת (עברית):

https://youtu.be/Q71xjKMGVwg


הנחושת היא גם חומר ציפוי עיצובי (מתורגם):

https://youtu.be/oorB5sxXx6Q


ומכרה קדום של נחושת:

http://youtu.be/cZJtrElE4Ic
למה הברזל מחליד?



ודאי שמתם לב שחפצים מברזל שהושארו זמן רב בחוץ מתמלאים עם הזמן בחלודה, אבל מדוע מחליד הברזל בעצם?

ובכן, קודם בואו ניזכר שהאוויר שאנו נושמים מכיל אדים של מים וחמצן. החלודה נוצרת כשהברזל חשוף לאוויר. אז עובר הברזל תהליך שנקרא 'חמצון'. החימצון או החלודה מואצים מאד בסביבה עתירת מים אבל במידה מסוימת היא תמיד תתרחש, כשיש אוויר בסביבה.

לא רק הברזל עובר תהליך של חמצון. למעשה כל מתכת מחלידה ברמה כלשהי. במיוחד מתחמצנות מתכות כמו הברזל, האבץ והנחושת, בעוד שכסף, זהב ופלטינה הנקראים "מתכות אצילות" כמעט ואינם מתחמצנים.


הנה ניסוי למניעת חלודה, על ידי שמן שמונע מגע של המתכת עם חמצן:

http://youtu.be/I1bFxGRXlRc


ומצגת הסבר על היווצרות החלודה:

http://youtu.be/cn_Vom--b4A


מהו המדחום עם הכספית ואיך הוא פועל?



מַדְחוֹם, בלועזית "תֶרמוֹמטר" (Thermometer), או מד טמפרטורה, הם שמותיו של מכשיר מדידה שמשמש למדידת טמפרטורה.

היום המדחומים הם דיגיטליים ומתבססים על חיישני טמפרטורה, אבל לא תמיד הם היו ברשותנו. למעשה מדובר בהמצאה חדשה מאוד.

המדחום הנפוץ בעבר היה מדחום מבוסס נוזל, שהוא מתכת נוזלית בשם "כספית".

לכספית יש תכונה מעניינת - החל מטמפרטורה של 39- ועד 357 מעלות צלזיוס, הכספית היא נוזלית.

זה מאפשר למדוד איתה טווח רחב של טמפרטורות. איך זה קורה?

ובכן, הכספית מצביעה על הטמפרטורה בזכות תופעה שנקראת "התפשטות תרמית". כמו כל מתכת, כשהכספית מתחממת היא נוטה להתרחב. כשהיא דחוסה בתוך צינור זכוכית, שלידו ספרות המצביעות על הטמפרטורה, עם התחממותה מתרחבת והכספית בצינור ומורה על הספרות עם מידת החום.

בשל רעילות הכספית עלול מדחום הכספית להיות מסוכן לילדים. הסיבה היא שאם הוא נשבר, מתאגדת הכספית בכדוריות רעילות מאד. אלה עלולות להיראות כ"סוכריות כסף" והן מושכות לא פעם ילדים לאכול אותן.

הממציא של מדחום הכספית הוא החוקר הגרמני דניאל פרנהייט, שבמאה ה-18 ביסס את מד-הטמפרטורה שהמציא על אלכוהול ורק בהמשך חייו גילה שהכספית מתאימה יותר למדחום שלו. ואגב, הראשון שפיתח מד טמפרטורה, עוד בסוף המאה ה-16, וביסס אותו דווקא על התפשטות והתכווצות של אוויר, היה החוקר והמדען הנודע גלילאו גליליי.


אז כיום יש באמת מדחומים דיגיטליים משוכללים מאד ובטוחים יותר ממד-החום המסורתי עם הכספית.

בין המדחומים הדיגיטליים יש כאלה שמיועדים למדידה על המצח, באוזן, מדחומים בצורת מוצץ, מדחומי אינפרה-אדום, מדחום מדבקה ומדחום לייזר. הם נחשבים מדויקים פחות ממדחומי הכספית, הידועים בדייקנותם.

ואגב, האחראי למונח "מדחום" הוא המדקדק העברי שמואל שבח קנטורוביץ בשנת תרס"ג. המילה שטבע לתרמומטר נקלטה וכיום זה שמו הנפוץ של המכשיר בעברית. עם זאת, ראוי לדעת שמילה "מדחום" אינה מדויקת מבחינה מדעית. זאת מפני שמד זה לא מודד חום, אלא טמפרטורה.


כך פועל המדחום:

https://youtu.be/rRDyioqL8AI


הנה הסבר לילדים:

https://youtu.be/0E46TN0rK_Y?t=10s


המדחומים האלקטרוניים החליפו עם הזמן את המדחום המבוסס על כספית:

https://youtu.be/V8BkszjwwAM


כך תהפכו בקבוק למדחום:

https://youtu.be/EbrVwQpgEmc


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.