מבחן תנופה לדוגמה 4 במדע וטכנולוגיה לכיתה ט' – עם פתרונות מלאים

התשובה הנכונה: צמר הפלדה האפור והמבריק הפך לחומר חום־כתמתם ופריך, שאינו מבריק.

בשינוי כימי נוצר חומר חדש, ולחומר החדש יש תכונות אחרות מאלה של החומרים שמהם נוצר. הברזל אפור, מבריק וחזק; החלודה חומה־כתמתמה, פריכה ואינה מבריקה (כך כתוב גם בפסקה הראשונה של קטע המידע). השינוי בתכונות – צבע, ברק, חוזק – מעיד שנוצר חומר חדש: תחמוצת ברזל.

למה לא 'המסה של הבקבוק הסגור לא השתנתה'? לפי חוק שימור המסה, במערכת סגורה המסה נשמרת בכל תהליך – גם בשינוי כימי וגם בשינוי פיזיקלי (למשל, המסה נשמרת גם כשקרח נמס בבקבוק סגור). לכן שימור המסה אינו מבחין בין שני סוגי השינויים.

למה לא 'צמר הפלדה נרטב'? הרטבה היא שלב בהכנת הניסוי. המים רק מכסים את הסיבים, ולא נוצר מהם חומר חדש.

למה לא 'הצורה משתנה כשלוחצים'? שינוי צורה הוא שינוי פיזיקלי: החומר נשאר ברזל, רק סידור הסיבים השתנה.

התשובה הנכונה: אטומי חמצן מהאוויר התחברו לאטומי הברזל ויצרו חלודה, שנשארה על צמר הפלדה.

מערכת א היא מערכת פתוחה: צמר הפלדה נמצא בצלחת פתוחה, במגע עם אוויר החדר. בתגובת החלודה הברזל מגיב עם חמצן מהאוויר (בנוכחות מים). אטומי החמצן, שקודם היו באוויר, מתחברים לאטומי הברזל ויוצרים תחמוצת ברזל – חלודה – שנשארת על הסיבים. לכן על צמר הפלדה יש עכשיו גם האטומים של הברזל וגם אטומים שהגיעו מהאוויר, והמסה שלו גדלה ב־$5.36 - 5.00 = 0.36$ גרם. (חלק מהעלייה נובע גם ממולקולות מים שנקשרו לחלודה – מהמים שבהם הרטיבו את הצמר ומהלחות שבאוויר. גם הן לא היו בצמר הפלדה היבש בתחילת הניסוי, ולכן גם הן מוסיפות מסה.)

המסה הכוללת של כל החומרים לא השתנתה: המסה שצמר הפלדה "הרוויח" היא המסה שהאוויר שבחדר (והמים) "הפסידו".

למה לא 'נוצרו אטומים חדשים'? בתגובה כימית אטומים אינם נוצרים ואינם נעלמים – הם רק מתחברים אחרת זה לזה. זה הבסיס לחוק שימור המסה.

למה לא 'אטומי ברזל הפכו לאטומי חמצן'? בתגובה כימית סוג האטומים אינו משתנה: אטום ברזל נשאר אטום ברזל. (חוץ מזה, אטום חמצן קל בהרבה מאטום ברזל.)

למה לא 'הנפח גדל ולכן המסה גדלה'? אין קשר הכרחי בין נפח למסה: חומר יכול להתפשט ולתפוס נפח גדול יותר בלי שהמסה שלו תשתנה (למשל, אוויר שמתחמם בבלון). המסה גדלה רק כי נוספו אטומים מהסביבה.

בבקבוק הסגור הברזל הגיב עם החמצן שהיה באוויר בתוך הבקבוק. בתגובה כימית אטומים אינם נוצרים ואינם נעלמים – הם רק מתחברים זה לזה בדרך חדשה: אטומי ברזל ואטומי חמצן (ומים) התחברו ויצרו חלודה. מאחר שהבקבוק סגור, שום חומר לא נכנס אליו ולא יצא ממנו, ולכן מספר האטומים מכל סוג בבקבוק נשאר זהה, והמסה הכוללת נשארה 152.40 גרם. המסה של צמר הפלדה גדלה, אבל המסה של האוויר בבקבוק קטנה באותה מידה, כי החמצן עבר מהאוויר אל החלודה. זהו חוק שימור המסה.

הסבר: כדאי להשוות בין שתי המערכות: במערכת א (פתוחה) נמדדה רק המסה של צמר הפלדה, וחמצן מהחדר יכול היה להצטרף אליו – לכן המסה שלו עלתה. במערכת ב (סגורה) נשקלו כל החומרים המשתתפים בתגובה יחד – הברזל, המים והאוויר – ולכן המסה הכוללת לא השתנתה.

מה הבודק מחפש: (1) אטומים אינם נוצרים ואינם נעלמים בתגובה, אלא מתחברים מחדש / חוק שימור המסה; (2) המערכת סגורה – שום חומר לא נכנס ולא יצא, החמצן שהגיב היה בתוך הבקבוק; (3) העלייה במסת צמר הפלדה שווה לירידה במסת האוויר (החמצן) שבבקבוק.

התשובה הנכונה: איור ג.

בתחילת הניסוי יש באוויר שבבקבוק 8 מולקולות חנקן ו־2 מולקולות חמצן.

בתגובת החלודה רק החמצן מגיב עם הברזל. אטומי החמצן מתחברים לאטומי הברזל ונעשים חלק מהחלודה – חומר מוצק שנמצא על צמר הפלדה, ולא באוויר. לכן אחרי שכל החמצן הגיב:

• באוויר לא נשארו מולקולות חמצן וגם לא אטומי חמצן בודדים.

• החנקן לא הגיב, ולכן כל 8 מולקולות החנקן נשארו באוויר בלי שינוי.

זה בדיוק המצב באיור ג (8 מולקולות חנקן בלבד).

למה לא איור א? באיור א האוויר לא השתנה כלל – עדיין יש בו 2 מולקולות חמצן. אבל נתון שכל החמצן הגיב עם הברזל.

למה לא איור ב? באיור ב מולקולות החמצן התפרקו לאטומים בודדים שנשארו באוויר. אכן בתגובה הקשר בין שני אטומי החמצן נשבר, אבל האטומים לא נשארים באוויר – הם מתחברים לאטומי הברזל ויוצרים חלודה מוצקה.

למה לא איור ד? באיור ד נשארו רק 6 מולקולות חנקן: גם חנקן "נעלם". אבל חנקן אינו משתתף בתגובת החלודה, ולכן מספר מולקולות החנקן לא משתנה.

במשך הניסוי מולקולות החמצן שבאוויר שבבקבוק הגיבו עם הברזל, ואטומי החמצן נעשו חלק מהחלודה המוצקה. לכן בסוף הניסוי היו בבקבוק פחות חלקיקי גז מבהתחלה, ולחץ הגז בבקבוק היה נמוך מלחץ האוויר שמחוץ לבקבוק. כשפתחו את הפקק, אוויר מבחוץ נדחף פנימה עד שהלחץ בפנים השתווה ללחץ בחוץ. האוויר שנכנס הוא חומר, ויש לו מסה, ולכן המסה של הבקבוק גדלה ב־$152.51 - 152.40 = 0.11$ גרם.

הסבר: כל עוד הבקבוק היה סגור, המסה נשמרה (שאלה 3). ברגע שפתחו אותו, המערכת הפכה לפתוחה ונכנס אליה חומר מבחוץ – ולכן המסה כבר לא נשמרה. העלייה במסה דומה לעלייה במסה של צמר הפלדה במערכת א: בשני המקרים הגיע חומר מהאוויר שבחוץ.

מה הבודק מחפש: (1) החמצן הגיב והפך לחלק מהחלודה – יש בבקבוק פחות חלקיקי גז; (2) לכן הלחץ בבקבוק נמוך מהלחץ בחוץ, ואוויר נכנס כשפותחים; (3) לאוויר שנכנס יש מסה – לכן המסה גדלה.

התשובה הנכונה: 1 – הצלקת.

האבקה היא המעבר של גרגרי אבקה מהמאבק אל הצלקת – החלק העליון של העלי. הצלקת דביקה, ולכן גרגרי האבקה שהדבורה נושאת נצמדים אליה. באיור 2 הצלקת מסומנת במספר 1, בקצה העליון של עמוד העלי.

למה לא 2 – המאבק? המאבק הוא המקום שבו נוצרים גרגרי האבקה, כלומר המקום שממנו הדבורה אוספת אבקה, ולא המקום שאליו האבקה צריכה להגיע.

למה לא 3 – השחלה? בשחלה נמצאות הביציות. התא הזכרי אכן מגיע בסופו של דבר לביצית שבשחלה, אבל רק אחרי שגרגר האבקה נחת על הצלקת. הדבורה אינה מגיעה לשחלה.

למה לא 4 – עלה כותרת? עלי הכותרת הצבעוניים מושכים את הדבורות לפרח, אבל אינם איבר רבייה ואין בהם האבקה.

התשובה: 1 – לא נכון; 2 – נכון; 3 – לא נכון; 4 – נכון.

משפט 1 – לא נכון. האיחוד של תא זכרי עם תא ביצה נקרא הפריה. האבקה היא שלב מוקדם יותר: המעבר של גרגרי אבקה מהמאבק אל הצלקת. בפסקה השנייה של קטע המידע כתוב: 'לאחר ההאבקה יכולה להתרחש הפריה: תא זכרי מגרגר האבקה מתאחד עם תא ביצה' – כלומר אלה שני תהליכים שונים.

משפט 2 – נכון. אחרי ההפריה הביצית (שבה נמצא תא הביצה המופרה) מתפתחת לזרע, ובזרע נמצא העובר של הצמח החדש. השחלה שעוטפת את הביציות מתפתחת לפרי.

משפט 3 – לא נכון. הזרעים מתפתחים מהביציות שבתוך השחלה. עלי הכותרת נובלים ונושרים בדרך כלל אחרי ההאבקה.

משפט 4 – נכון. ברבייה מינית מתאחדים תא מין זכרי ותא מין נקבי. בפרח זה קורה בהפריה, ולכן רבייה בעזרת פרחים וזרעים היא רבייה מינית.

התשובה הנכונה: ככל שהעצים רחוקים יותר מהשטח הטבעי, דבורי הבר מבקרות פחות בפרחים ואחוז הפרחים שמתפתחים לפרי קטן יותר, ואילו מספר הביקורים של דבורי הדבש כמעט אינו משתנה.

קוראים את הגרפים:

• גרף 1, דבורי בר (קו כחול): 24 ביקורים ליד השטח הטבעי (0 מטרים), 17, 11, 6, ורק 3 ביקורים במרחק 800 מטרים – ירידה ברורה.

• גרף 1, דבורי דבש (קו כתום): בין 29 ל־31 ביקורים בכל המרחקים – כמעט קבוע.

• גרף 2: אחוז הפרחים שהתפתחו לפרי יורד מ־36% (0 מטרים) ל־31%, 27%, 22% ו־19% (800 מטרים).

למה לא 'דבורי הדבש מבקרות פחות'? בגרף 1 הקו של דבורי הדבש כמעט ישר (29–31 ביקורים) – הכוורות פוזרו באופן אחיד בכל המטע.

למה לא 'דבורי הבר ביקרו יותר מדבורי הדבש בכל המרחקים'? גם ליד השטח הטבעי (0 מטרים) דבורי הבר ביקרו 24 פעמים ודבורי הדבש 30 פעמים. בכל המרחקים דבורי הדבש ביקרו יותר.

למה לא 'אחוז הפרחים שהתפתחו לפרי היה כמעט זהה'? בגרף 2 האחוז יורד כמעט בחצי – מ־36% ל־19%. הכוורות לבדן לא שמרו על אחוז קבוע.

לא, התוצאות אינן תומכות בטענה. לפי גרף 1, דבורי הדבש ביקרו בפרחים כמעט באותה מידה בכל המרחקים (29–31 ביקורים). אילו הכוורות היו מספיקות, היינו מצפים שאחוז הפרחים שמתפתחים לפרי יהיה דומה בכל המטע. אבל לפי גרף 2, אחוז הפרחים שהתפתחו לפרי ירד מ־36% ליד השטח הטבעי ל־19% במרחק 800 מטרים. באותם מרחקים ירד גם מספר הביקורים של דבורי הבר – מ־24 ל־3 (גרף 1). דבורי הבר חיות ומקננות בשטח הטבעי, ולכן הן מגיעות בעיקר לעצים הקרובים אליו. כלומר, העצים שליד השטח הטבעי, שבהם ביקרו גם דבורי בר, הניבו יותר פרי. מכאן ששמירה על השטח הטבעי (ועל דבורי הבר שחיות בו) תורמת ליבול, והכוורות לבדן אינן מספיקות.

הסבר: זו שאלה של חשיבה ביקורתית: בודקים אם הנתונים תומכים בטענה. הנתון המכריע הוא שמספר ביקורי דבורי הדבש קבוע, ובכל זאת הפרי פוחת – לכן משהו אחר, שמשתנה עם המרחק, משפיע. דבורי הבר הן הגורם שמשתנה יחד עם אחוז הפרי.

(הערה: זה מחקר שבו רק צפו בנתונים, ולא ניסוי מבוקר, ולכן ייתכן שגם גורמים אחרים משפיעים – ראו שאלה 11. אבל בכל מקרה הנתונים אינם תומכים בטענה שאין תועלת בשטח הטבעי.)

הסבר חלופי: ייתכן שהאדמה בחלק הרחוק של המטע דלה יותר במינרלים או שהעצים שם מקבלים פחות מים, ולכן לעצים יש פחות חומרים ואנרגייה כדי שפרחים מופרים יתפתחו לפירות – גם אם הם הואבקו היטב.

דרך לבדוק: בכל אחד מהמרחקים (0 עד 800 מטרים) החוקרים יאביקו בעצמם, במכחול, פרחים רבים באבקה מזן שקד אחר, ויכסו אותם בשקית רשת כדי שדבורים לא יגיעו אליהם. אם גם אחרי האבקה ידנית אחוז הפרחים שמתפתחים לפרי נמוך יותר בעצים הרחוקים – ההבדל נגרם מגורם אחר (כמו האדמה או המים), ולא מהדבורים. אם אחרי האבקה ידנית האחוז דומה בכל המרחקים – ההבדל המקורי נגרם ממחסור בהאבקה. אפשר גם למדוד ישירות את הלחות ואת המינרלים באדמה בכל מרחק ולהשוות.

הסברים חלופיים נוספים שמתקבלים: העצים הרחוקים מבוגרים יותר או מזן אחר; העצים בעומק המטע מרוססים יותר בחומרי הדברה שפוגעים בפרחים; כפור או רוח חזקה פוגעים יותר בחלק מסוים של המטע; מזיקים (חרקים, ציפורים) שאוכלים פרחים או פירות צעירים רבים יותר במרכז המטע. לכל הסבר – בדיקה מתאימה (מדידת הגורם בכל מרחק, או השוואה בין עצים שבהם הגורם זהה).

התשובה הנכונה: הדדיות – שני הצדדים מרוויחים מהקשר.

הדבורה מקבלת מזון – צוף (מקור לסוכרים) ואבקה (מקור לחלבונים). הצמח מקבל העברה של אבקה לפרחים אחרים, כלומר האבקה שמאפשרת לו להתרבות ברבייה מינית. מאחר ששני הצדדים מרוויחים, אלה יחסי הדדיות (סימביוזה הדדית).

למה לא טפילות? בטפילות צד אחד נפגע. הצמח אינו נפגע מהדבורה – להפך, הוא זקוק לה כדי להתרבות.

למה לא טריפה? בטריפה בעל חיים אחד ניזון מבעל חיים אחר וממית אותו. הדבורה אינה אוכלת את הצמח ואינה ממיתה אותו; הצוף מיוצר בפרח בדיוק כדי למשוך מאביקים.

למה לא תחרות? בתחרות שני יצורים זקוקים לאותו משאב מוגבל (למשל, שני מינים של דבורים שמתחרים על הצוף). הדבורה והצמח אינם צורכים את אותו משאב.

התשובה הנכונה: לספק לעובר שבזרע אנרגייה וחומרי בניין בזמן הנביטה, עד שהצמח הצעיר יוכל לייצר מזון בעצמו בפוטוסינתזה.

בזרע נמצא עובר – צמח זעיר. כשהזרע נובט, העובר גדל ובונה שורשים, גבעול ועלים. לשם כך הוא צריך אנרגייה (שמשתחררת בנשימה התאית מפירוק חומרי מזון) וחומרי בניין (כמו חלבונים) לבניית תאים חדשים. בתחילת הנביטה הזרע נמצא בתוך האדמה, בלי עלים ירוקים, ולכן אינו יכול לבצע פוטוסינתזה. השומנים והחלבונים שבזרע הם מאגר מזון (חומרי תשמורת) לתקופה הזאת. בני האדם ובעלי חיים נהנים מאותו מאגר כשהם אוכלים זרעים.

למה לא 'למשוך דבורים אל הפרח'? הזרע נוצר רק אחרי ההאבקה וההפריה, כשהפרח כבר הפך לפרי. את הדבורים מושכים הצוף, הצבע והריח של הפרח.

למה לא 'פוטוסינתזה בתוך הזרע'? לפוטוסינתזה צריך אור ועלים ירוקים (כלורופיל). הזרע סגור ונמצא בדרך כלל באדמה. חומרי המזון בזרע מיוצרים בעלים של עץ האם ומועברים אל הזרע.

למה לא 'להפוך את הזרע לכבד'? נביטה קרוב לעץ האם היא דווקא חיסרון – הנבטים יתחרו עם העץ הגדול על אור ומים. התפקיד של חומרי המזון הוא להזין את העובר, לא להשפיע על מקום הנפילה.

התשובה: (1) אנרגיית תנועה (אנרגייה קינטית); (2) אנרגייה חשמלית; (3) אנרגיית חום (אנרגייה תרמית).

הסבר שלב אחר שלב:

• הרוח היא אוויר בתנועה, ולכן יש לה אנרגיית תנועה. כשהרוח פוגעת בלהבים היא מסובבת אותם – הלהבים והציר נעים, ולכן יש להם אנרגיית תנועה (1).

• הציר מסובב את הגנרטור, שממיר את אנרגיית התנועה לאנרגייה חשמלית (2), שזורמת בכבל.

• בקטע המידע כתוב שבכל שלב 'חלק מהאנרגייה הופך לחום – בעיקר בגלל חיכוך בין חלקים נעים – ולקול'. לכן (3) היא אנרגיית חום.

שימו לב: האנרגייה אינה 'הולכת לאיבוד' – היא רק הופכת לסוג אנרגייה שאי אפשר לנצל לייצור חשמל.

דנה אינה צודקת. לפי חוק שימור האנרגייה, אנרגייה אינה נוצרת ואינה נעלמת – היא רק עוברת ממקום למקום או הופכת מסוג לסוג. 2,400 קילוואט־שעה לא נעלמו: חלק גדול מהן נשאר אנרגיית תנועה של הרוח – האוויר מואט כשהוא עובר דרך הלהבים, אבל אינו נעצר, וממשיך לנוע מאחורי הטורבינה. חלק אחר הפך לחום, בגלל החיכוך בין החלקים הנעים בתיבת ההילוכים ובגנרטור, ולקול. אם נחבר את כל סוגי האנרגייה – החשמל, החום, הקול ואנרגיית התנועה של האוויר שעבר – נקבל 4,000 קילוואט־שעה.

הסבר נוסף: הנתון 1,600 קילוואט־שעה מתאים לגרף 3: במהירות 10 מטר לשנייה ההספק הוא 1,600 קילוואט, ובשעה אחת: $1600 \cdot 1 = 1600$ קילוואט־שעה. רק $\frac{1600}{4000} = 0.4 = 40\%$ מאנרגיית הרוח הפכו לחשמל. אנרגייה שהפכה לחום ולקול אינה 'נעלמת', אבל אי אפשר לנצל אותה לייצור חשמל.

יתרון: רוח היא מקור אנרגייה מתחדש – היא לא נגמרת, בניגוד לפחם ולגז טבעי שהמאגרים שלהם מוגבלים. בנוסף, בטורבינת רוח לא שורפים דלק, ולכן בזמן ייצור החשמל לא נפלטים פחמן דו־חמצני (גז חממה שתורם להתחממות הגלובלית) ומזהמי אוויר שפוגעים בבריאות.

חיסרון: הרוח אינה נושבת כל הזמן ובאותה מהירות. לפי גרף 3, ברוח חלשה מ־3 מטר לשנייה הטורבינה אינה מייצרת חשמל כלל, וברוח חזקה מ־25 מטר לשנייה עוצרים אותה. לכן אי אפשר לסמוך רק על טורבינות רוח כדי לספק חשמל בכל שעה, ויש צורך בתחנות גיבוי או במתקנים לאגירת אנרגייה.

יתרונות – אין צורך לכרות או לייבא דלק; עלות 'הדלק' (הרוח) אפסית.

חסרונות – הלהבים פוגעים בעופות ובעטלפים; הטורבינות רועשות; הן משנות את הנוף; צריך שטחים גדולים; לא בכל מקום יש רוח מתאימה.

התשובה הנכונה: בגובה רב הרוח מהירה יותר, כי קרוב לקרקע עצים, מבנים וגבעות מאטים את האוויר. לרוח מהירה יש יותר אנרגיית תנועה, ולכן הטורבינה מייצרת יותר חשמל.

ליד פני הקרקע האוויר נתקל בעצים, במבנים ובתבליטי השטח, והם מאטים אותו (בדומה לחיכוך). ככל שעולים גבוה יותר, ההשפעה הזאת קטנה והרוח מהירה ויציבה יותר. אנרגיית התנועה של האוויר גדלה מאוד כשהמהירות גדלה, ולפי גרף 3 גם תוספת קטנה במהירות הרוח מגדילה מאוד את ההספק (למשל, מ־8 ל־10 מטר לשנייה ההספק עולה מ־820 ל־1,600 קילוואט). בנוסף, עמוד גבוה מאפשר להבים ארוכים, שלא יפגעו בקרקע.

למה לא 'בגובה רב האוויר צפוף יותר'? ההפך הוא הנכון: ככל שעולים גבוה יותר, האוויר דליל יותר (פחות צפוף). בגובה 100 מטרים ההבדל קטן מאוד, והיתרון הוא במהירות הרוח.

למה לא 'קרוב יותר לשמש'? 100 מטרים הם כלום לעומת המרחק לשמש (כ־150 מיליון קילומטרים). חוץ מזה, טורבינת רוח מנצלת את אנרגיית התנועה של הרוח, ולא את קרינת השמש.

למה לא 'אנרגיית הגובה של הלהבים הופכת לחשמל'? הלהבים מסתובבים במקום ואינם יורדים למטה, ולכן אנרגיית הגובה שלהם אינה משתנה ואינה הופכת לחשמל. מקור האנרגייה הוא הרוח.

התשובה הנכונה: כולם בנויים מתא אחד או מתאים רבים.

התא הוא יחידת המבנה והתפקוד הבסיסית של כל היצורים החיים. יש יצורים חד־תאיים (כמו רוב החיידקים והשמרים, כפי שכתוב בפסקה הראשונה של קטע המידע) ויש יצורים רב־תאיים (כמו בני אדם, צמחים ועובשים), אבל אין יצור חי שאינו בנוי מתאים.

למה לא 'כולם מייצרים מזון בפוטוסינתזה'? רק צמחים, אצות וחלק מהחיידקים מבצעים פוטוסינתזה. בני אדם ופטריות אינם מייצרים מזון בעצמם – הם ניזונים מיצורים אחרים או משרידים שלהם. כך גם המיקרואורגניזמים שניזונים מהמזון שלנו ומקלקלים אותו.

למה לא 'כולם בנויים מתאים רבים'? רוב החיידקים והשמרים הם חד־תאיים – בנויים מתא אחד בלבד.

למה לא 'כולם זקוקים לאור'? חיידקים ופטריות רבים חיים בחושך מוחלט, למשל באדמה או בתוך מזון סגור במקרר. לאור זקוקים בעיקר יצורים שמבצעים פוטוסינתזה.

התשובה: 120 גרם מלח ו־1,880 גרם מים.

שלב 1 – כמה פעמים 100 גרם יש ב־2,000 גרם? $2000 : 100 = 20$.

שלב 2 – בכל 100 גרם של התמיסה יש 6 גרם מלח, ולכן ב־2,000 גרם: $6 \cdot 20 = 120$ גרם מלח.

(דרך אחרת: 6% מ־2,000 הם $2000 \cdot \frac{6}{100} = 120$.)

שלב 3 – המסה של התמיסה היא סכום המסות של המלח ושל המים (המסה נשמרת בהמסה), ולכן: מסת המים $= 2000 - 120 = 1880$ גרם.

בדיקה: $120 + 1880 = 2000$ גרם, ו־$\frac{120}{2000} = 0.06 = 6\%$ ✓

טעות נפוצה: להוסיף 120 גרם מלח ל־2,000 גרם מים. אז התמיסה שוקלת 2,120 גרם, והריכוז שלה קצת פחות מ־6%.

התשובה הנכונה: חלקיקי המלח מתפזרים באופן אחיד בין חלקיקי המים. הם אינם נעלמים, ולכן גם המסה שלהם נשמרת בתמיסה.

בהמסה חלקיקי המלח נפרדים זה מזה ומתפזרים בין חלקיקי המים, עד שהם מפוזרים באופן אחיד בכל התמיסה. החלקיקים קטנים מאוד, ולכן אי אפשר לראות אותם, והתמיסה שקופה – אבל הם עדיין שם: למים יש טעם מלוח, ואם נאדה את המים יישאר המלח. תמיסת מלח היא תערובת אחידה (הומוגנית). מסת התמיסה שווה לסכום מסות המלח והמים (כמו בשאלה 21).

למה לא 'החלקיקים נעלמים'? חלקיקים אינם נעלמים. הם רק קטנים מכדי שנראה אותם. העובדה שאפשר להחזיר את המלח באידוי מוכיחה שהוא נשאר בתמיסה.

למה לא 'נוצר חומר חדש – שינוי כימי'? בהמסת מלח במים לא נוצר חומר חדש: המלח והמים שומרים על התכונות שלהם, ואפשר להפריד אותם שוב באידוי. זהו שינוי פיזיקלי.

למה לא 'המלח נמס'? התכה (המסה במובן של 'קרח נמס') היא מעבר ממוצק לנוזל בעקבות חימום. מלח נמס רק בטמפרטורה של כ־800 מעלות צלזיוס. במים המלח מתמוסס – מתפזר בין חלקיקי המים – בלי שהוא הופך בעצמו לנוזל.

התשובה הנכונה: המלח נספג מהמעי אל הדם, וריכוז החומרים המומסים בדם עולה. מים עוברים מתאי הגוף אל הדם, והגוף מאותת לנו לשתות כדי להחזיר את מאזן המים.

המלח שאכלנו נספג במערכת העיכול אל הדם, וריכוז החומרים המומסים בדם עולה. לפי עיקרון האוסמוזה (כמו בניסוי תפוח האדמה), מים עוברים מהתאים, שבהם הריכוז נמוך יותר, אל הדם, שבו הריכוז גבוה יותר. במוח יש תאים שחשים בשינוי הזה, והגוף מגיב בתחושת צמא. כשאנחנו שותים, נוספים לגוף מים, הריכוז בדם יורד חזרה, ומאזן המים חוזר לתקינות.

למה לא 'המלח מעלה את טמפרטורת הגוף'? מלח אינו מחמם את הגוף. הזעה קשורה לוויסות חום (למשל במאמץ או ביום חם), לא לכמות המלח במזון.

למה לא 'המלח מונע ספיגת מים מהמעי'? המלח אינו חוסם את ספיגת המים; המים נספגים במעי כרגיל. הצמא נגרם מהעלייה בריכוז המומסים בדם, לא ממחסור בספיגה.

למה לא 'ריכוז המומסים בדם יורד'? אכילת מלח מעלה את הריכוז ולא מורידה אותו. ומעבר מים מהדם אל התאים היה מוריד את הצורך לשתות, לא יוצר צמא.

לא, אי אפשר לקבוע זאת. במידע אין שום נתון שמראה שהדבש נקי ממיקרואורגניזמים, ובפועל מיקרואורגניזמים יכולים להגיע אל הדבש מהאוויר, מגוף הדבורים או מכפית שטבלו בו. הסבר אחר: בדבש יש כ־80% סוכרים – ריכוז גבוה מאוד, גבוה בהרבה מריכוז החומרים המומסים בתוך תאי החיידקים והפטריות. לכן כשמיקרואורגניזם מגיע לדבש, מים יוצאים מהתא שלו אל הדבש דרך קרום התא, בתהליך האוסמוזה. התא מאבד מים, ואינו יכול לקיים את תהליכי החיים ולהתרבות – ולכן הדבש אינו מתקלקל, גם אם יש בו מיקרואורגניזמים. זה בדיוק העיקרון של שימור פירות בריבה (כ־60% סוכר).

הסבר: החלק הראשון בודק חשיבה ביקורתית – האם הטענה מבוססת על ראיות. החלק השני דורש להעביר את מה שלמדנו על מלח במי כבישה (שאלה 23) למקרה של סוכר בדבש: העיקרון זהה – ריכוז גבוה של חומרים מומסים מחוץ לתא גורם ליציאת מים מהתא.

התשובה הנכונה: במעי הדק.

במעי הדק מסתיים עיכול הפחמימות: אנזימים מפרקים דו־סוכרים, כמו סוכרוז, לחד־סוכרים. דופן המעי הדק בנויה מסיסים רבים (בליטות זעירות) שמגדילים מאוד את שטח הפנים שלה, ויש בה כלי דם רבים. דרכה נספגים לדם רוב החד־סוכרים וגם שאר תוצרי העיכול (חומצות אמינו, חומצות שומן).

למה לא בקיבה? בקיבה מתחיל בעיקר עיכול החלבונים, והמזון מתערבב עם מיצי הקיבה. ספיגה של חד־סוכרים כמעט אינה מתרחשת בה.

למה לא בפה? בפה מתחיל עיכול העמילן בעזרת אנזים שברוק, והמזון נלעס. המזון נמצא בפה זמן קצר מאוד, וכמעט אין בו ספיגה של תוצרי עיכול.

למה לא במעי הגס? במעי הגס נספגים בעיקר מים ומלחים מהשאריות שלא עוכלו. כשהמזון מגיע למעי הגס, רוב הסוכרים כבר נספגו במעי הדק.