کارخانه‌ی کاغذسازی

سالانه میلیون‌ها تُن کاغذ در دنیا تولید می‌شود. در درس قبل دیدید چوب چگونه به خمیر و کاغذ تبدیل می‌شود؛ حالا سؤال سخت‌تر این است: آیا روش‌های سنتی و دستی اصلاً پاسخگوی این حجم هستند؟ شکل صفحهٔ ۱۸ بخش‌هایی از یک کارخانهٔ کاغذسازی را نشان می‌دهد—مخزن آهنی برای تولید خمیر، غلتک آهنی برای صاف کردن خمیر. جنس وسایل چیست و چرا این‌همه آهن؟

کارخانهٔ کاغذسازی در علوم ششم پل بین مادهٔ طبیعی و صنعت است. فلز آهن، ویژگی‌های فلزها و اسیدها را کنار هم می‌گذارد تا بفهمید کارخانه فقط «ماشین بزرگ» نیست؛ مجموعه‌ای از انتخاب‌های علمی است. در نردبون چند مدرس برای همین فصل ویدیو دارند؛ اگر آزمایش چگالی و سختی را یک‌بار با توضیح تصویری ببینید و بار دیگر با مدرس دیگری مرور کنید، تفاوت فلز و چوب در ذهنتان می‌نشیند.

آهن در کارخانه؛ چرا غلتک‌های بزرگ؟

کتاب می‌گوید فلز آهن یکی از موادی است که به‌طور گسترده در تولید وسایل یک کارخانهٔ کاغذسازی به کار می‌رود؛ طوری که جنس غلتک‌های بزرگ مخصوص خشک کردن کاغذ، دستگاه چوب‌خردکن، سرند، دیگ‌های خمیرسازی و بسیاری قطعات دیگر از آهن است. فعالیت جمع‌آوری اطلاعات از شما می‌خواهد فهرستی از صنایع استان، شهر یا روستای خود تهیه کنید و کاربرد آهن را در هر مورد مشخص کنید.

فکر کنید صفحهٔ ۱۹ دو دلیل می‌خواهد: چرا برای خشک کردن خمیر کاغذ و تبدیل آن به ورقه‌های نازک از غلتک‌های بزرگ آهنی استفاده می‌کنند؟ پاسخ‌ها معمولاً به استحکام، تحمل فشار و گرما، و دوام در کار مداوم برمی‌گردد. آیهٔ مربوط به آهن هم قدرت و استحکام و منافع آهن برای مردم را یادآوری می‌کند. از سال‌های قبل می‌دانید آهن به‌آسانی زنگ می‌زند و در دمای بالا گداخته می‌شود—دو ویژگی که هم فرصت صنعتی می‌سازند هم محدودیت.

آزمایش ویژگی‌های جدید آهن

صفحهٔ ۲۰ سه مرحلهٔ آزمایش دارد. اول: لیوان را تا نصف آب کنید، حدود نصف پنبه و یک استکان روغن مایع اضافه کنید، قطعه چوب و قطعه آهن بیندازید و مشاهده کنید کدام فرو می‌رود و کدام روی سطح می‌ماند. دوم: قطعه‌های چوبی، پلاستیکی و فلزی هم‌شکل و هم‌اندازه را روی کفه‌های ترازو بگذارید و سنگینی نسبی را مقایسه کنید. سوم (صفحهٔ ۲۱): سه قاشق و میلهٔ چوبی، پلاستیکی و آهنی هم‌شکل بردارید؛ با چکش ضربه بزنید و ببینید کدام تغییر شکل می‌دهد؛ بعد نوک قاشق آهنی را محکم روی قاشق چوبی و پلاستیکی بکشید و برعکس، تا سختی سطح‌ها را حس کنید.

• آهن معمولاً از چوب و پلاستیک هم‌حجم سنگین‌تر است.
• ضربه روی میلهٔ آهنی کمتر از چوب «فرو می‌رود» یا می‌شکند.
• خراشیدن نشان می‌دهد سطح سخت‌تر سطح نرم‌تر را خط می‌اندازد.

فلزها؛ مس، آلومینیم، طلا و سرب

فکر کنید صفحهٔ ۲۲ می‌پرسد برای ساختن هر یک از وسایل روبه‌رو از کدام‌یک از فلزهای آهن، مس، آلومینیم و طلا استفاده می‌کنند و به چه دلیل. کتاب یادآوری می‌کند طلا، مس، آلومینیم و سرب نیز مانند آهن جامد و رسانای جریان برق و گرما هستند. شکل‌ها ویژگی‌های بیشتر این فلزات را نشان می‌دهند. با توجه به شکل‌ها و آزمایش‌هایی که انجام دادید، ویژگی‌های عمومی فلزها را بنویسید؛ جملهٔ نمونه کتاب این است که فلزها رسانای خوبی برای جریان برق هستند.

هشدار مهم: فلز سرب سمی است؛ از تماس طولانی‌مدت با آن بپرهیزید. جمع‌آوری اطلاعات بعدی دربارهٔ کاربردهای فلزهاست که می‌توانید با کمک بزرگ‌ترها و منابع معتبر به صورت روزنامهٔ دیواری گزارش دهید.

اسیدها؛ از خمیر کاغذ تا کاغذ پی‌اچ

در تولید خمیر کاغذ، علاوه بر آب اکسیژنه، اسید هم وجود دارد. اسیدها در زندگی روزانه و صنایع کاربرد دارند و به دو دستهٔ خوراکی و صنعتی تقسیم می‌شوند. اسیدهای صنعتی مانند جوهرنمک سمی و غیرقابل لمس و خوردن هستند؛ اسیدهای خوراکی را معمولاً با مزهٔ ترش می‌شناسیم. هشدار کتاب: از لمس، بو و مزه کردن اسیدهای صنعتی جداً خودداری کنید.

جمع‌آوری اطلاعات می‌پرسد در زندگی روزانه از جوهرنمک در چه کارهایی استفاده می‌کنیم و هنگام استفاده در خانه چه نکاتی را باید رعایت کرد. آزمایش صفحهٔ ۲۳: چند میوه مانند لیموترش، پرتقال و کیوی، سرکهٔ ترشی و محلول رقیق جوهرنمک آماده کنید و تکه‌ای از کاغذ پی‌اچ را به هر کدام آغشته کنید؛ مشاهدات رنگ را بنویسید. آزمایش بعدی سه لیوان شماره‌گذاری‌شده با تکه سنگ مرمر است: به اولی سرکه، به دومی و سومی محلول‌های دیگر اضافه کنید و پس از نیم ساعت تغییر سنگ را یادداشت کنید. آزمایش برگ شمعدانی با جوهرنمک هم نشان می‌دهد اسید صنعتی چقدر می‌تواند بافت گیاه را تغییر دهد—البته فقط با نظارت معلم.

فاضلاب کارخانه و مقایسهٔ تولید با بازیافت

فکر کنید می‌پرسد چرا ورود فاضلاب کارخانه به رودخانه به مزارع و آبزیان آسیب می‌رساند. گفت‌وگوی صفحهٔ ۲۴ شکل مصرف برق برای تهیهٔ یک تُن کاغذ از مادهٔ اولیه (تنهٔ درخت) و از بازیافت کاغذهای باطله را نشان می‌دهد—اعداد تقریبی ۱۴۰۰ و ۸۴۰. این دو روش را از جنبه‌های مقدار مصرف برق، آلودگی هوا، قیمت تمام‌شده و مقدار مصرف آب مقایسه کنید.

جمع‌آوری اطلاعات پایانی پیشنهاد می‌کند دربارهٔ یک کارخانه در محل زندگی‌تان گزارش روزنامهٔ دیواری بسازید. وقتی گزارش می‌نویسید فقط نام کارخانه را ننویسید؛ بگویید چه ماده‌ای وارد می‌شود، چه محصولی خارج می‌شود، آب و برق تقریباً چگونه مصرف می‌شود و پساب به کجا می‌رود. همین سه پرسش، فصل ۳ علوم ششم را از حفظ‌کردن نام فلزها جدا می‌کند و به تفکر زیست‌محیطی وصل می‌کند.

اگر بعد از این درس ادامه می‌دهید، سفر به اعماق زمین شما را از سطح کارخانه به لایه‌های درونی زمین می‌برد؛ جایی که دیگر غلتک آهنی نیست، اما آهن همچنان در هستهٔ زمین نقش دارد.