廚房里有趣的物理現(xiàn)象.doc

廚房里有趣的物理現(xiàn)象孝感市孝南區(qū)閔集中學 李成指導老師：董波俗話說“民以食為天”，而食物往往來自于廚房。在小小的廚房里，只要你夠細心，就會發(fā)現(xiàn)許多有趣的物理現(xiàn)象。1、開水不響，響水不開。 解釋原因：原因之一：氣泡的產生過程對響聲大小的影響。水中溶有少量空氣，容器壁的表面小空穴中也吸附著空氣，這些小氣泡起氣化核的作用。水對空氣的溶解度及器壁對空氣的吸附量隨溫度的升高而減少。當水被加熱時，氣泡首先在容器壁上生成。氣泡生成之后，氣泡內部的容器壁部分實際上是處于“干燒”狀態(tài)，而氣泡邊緣與干燒部分之間處于激烈的汽化過程。由于水繼續(xù)被加熱，這個過程中不斷地向小氣泡內蒸發(fā)水蒸汽，使泡內的壓強不斷增大，結果使氣泡的體積不斷膨脹，氣泡所受的浮力也隨之增大。當氣泡所受的浮力大到一定程度時，便離開器壁開始上浮，整個過程的聲音就象往燒紅的鐵上倒水一樣，試想一下：無數(shù)個這樣的劇烈汽化響聲匯合在一起會產生什么樣的聲音？響聲是由于氣泡的產生而出現(xiàn)的，更重要的是：沸騰后，氣泡會迅速上浮，這種劇烈汽化過程的時間要比沸騰前要短，響聲自然就小了。原因之二：氣泡上浮過程中的變化對響聲大小的影響。在沸騰前，容器里各水層的溫度不同，容器壁附近水層的溫度較高，水面附近的溫度較低。氣泡在上升過程中不僅泡內空氣壓強隨水溫的降低而降低，泡內有一部分水蒸汽凝結成飽和蒸汽，壓強也在減小，而外界壓強基本不變，此時，泡外壓強大于泡內壓強，于是，上浮的氣泡在上升過程中體積將縮小。在繼續(xù)加熱的過程中，氣泡產生得越來越多，膨脹也越來越大，但當氣泡上升到溫度較低的地方時，氣泡中的水蒸氣又要凝結成水，體積又逐漸地減小。那么在這樣的過程中，隨著溫度的升高，氣泡的體積一會兒膨脹一會兒縮小，又不斷的上浮，在水的中、上部會產生一種振動，當水溫接近沸點時，有大量的氣泡涌現(xiàn)，接連不斷地上升，并迅速地由大變小，使水劇烈振蕩，產生較大的響聲。在水的溫度達到沸騰的溫度時，由于對流和氣泡不斷地將熱能帶至中、上層，使整個容器的水溫趨于一致。水的內部急劇汽化，氣泡內水蒸氣達到飽和，密度大、氣壓高，在上升過程中其體積不僅不會縮小，而且還繼續(xù)增大。這時氣泡所受的浮力也在它上升過程中增大，氣泡就由底部一直上升到表面而破裂，放出水蒸氣和空氣。由于此時氣泡上升至水面破裂，對水的振蕩減弱，響聲自然也就小了。2、水燒開后，一般的熱水壺會把壺蓋頂起來，而電熱水壺則會自動鳴叫。 解釋原因：把壺蓋頂起，是水燒開后產生大量水蒸氣對壺蓋做功的結果；自動鳴叫，則是壺內氣壓增大到一定程度沖擊壺蓋內的彈簧片使其振動發(fā)出聲音造成的。3、在冬天常?？吹竭@樣的情況：一瓶開水，倒一部分出來后，再蓋上軟木塞，發(fā)現(xiàn)軟木塞會跳起來；給熱水瓶注開水，如果水只注了一半，蓋上軟木塞，過兩三天時間想再使用瓶中的水，發(fā)現(xiàn)軟木塞很難拔出來。 解釋原因：原來開水沒有裝滿時，瓶子中有一部分空氣，它們受熱膨脹，氣壓增大，當瓶內氣壓大于瓶外氣壓時，氣體對外功，瓶塞就會跳起；瓶塞很難拔出則相反，瓶內熱空氣溫度降低，壓強減小，熱空氣中一部分水蒸氣液化成水后使瓶內氣壓再次減小，當瓶內氣壓比瓶外氣壓小得多時，瓶塞就很難拔出。 4、電飯鍋煮干飯會“跳閘”，煮稀飯則不會“跳閘”。 解釋原因：電飯煲何時“跳閘”是受溫度控制的。電飯煲里有一個溫控開關，是用感溫磁鋼制成的，可以隨著溫度變化來開合。當溫度不超過100時，感溫磁鋼仍有磁性，使電源開關處于“通”的狀態(tài)；當溫度升至103時，磁性迅速下降，加熱器的電路就被斷開，跳到保溫狀態(tài)。干飯煮熟后，煲內沒有水，溫度便會超過100而“跳閘”；而煲內要是煮稀飯，最高溫度只能達到100，超不過這個溫度而一直煮下去。因為水沸騰時，即使繼續(xù)吸收熱量，本身溫度也不再升高。5、水缸“漏水”，壺冒“白氣”。 解釋原因：水缸并不是真的“漏水”，而是因為水的溫度較低，空氣中的水蒸氣接觸水缸壁，就會放出熱量液化成小水滴附在外壁上。如果水缸壁大量“漏水”，說明空氣中水蒸氣含量較高，濕度較大，這正是下雨的前兆；而壺嘴冒“白氣”則是壺嘴噴出來的熱的水蒸氣遇冷液化形成的霧狀小水滴。6、往保溫瓶里倒開水時，聽聲音就能辨別開水灌了多少。 解釋原因：倒水時，由于水量增多，空氣柱的長度減小，振動頻率增大，音調升高。根據(jù)音調的高低，我們就能夠知道水大致灌了多少。7、不到廚房，遠遠就能聞到是什么飯菜的香味。 解釋原因：分子在不斷地做無規(guī)則的運動。當“飯菜分子”運動到我們的鼻子附近時，我們就能聞到它的香味了。8、湯圓生的時候在鍋底，煮熟后會自動浮起來。 解釋原因：生的湯圓因為重力大于其浮力而沉入鍋底，煮熟后，里面的氣體受熱膨脹使湯圓變大，這時浮力大于其重力，所以會自動浮起來。9、煮熟后滾燙的雞蛋放入冷水中浸一會兒，容易剝殼，而剛拿出時不燙手，過一會卻又很燙手。 解釋原因：放入冷水中時，滾燙的雞蛋殼與蛋白遇冷收縮，但它們收縮的程度不一樣，從而使兩者脫離；剛拿出時蛋殼上有一層水，水蒸發(fā)吸熱，所以感覺不燙手，當水蒸發(fā)完后就又比較燙手了。10、油炸食物時，濺入水滴會聽到“叭、叭”的響聲，并濺出油來。 解釋原因：水的沸點比油低，而密度又比油大。濺到油中的水滴沉到油底迅速升溫并沸騰，產生的氣泡上升到油面后破裂而發(fā)出響聲。11、腌菜往往要半月才會變咸，而炒菜時加鹽幾分鐘就變咸了。 解釋原因：溫度越高，分子的熱運動越快。12、長期堆煤的墻角處，若用小刀從墻上刮去一薄層，可看見里面呈黑色。 解釋原因：分子在永不停息地做無規(guī)則的運動，在長期堆煤的墻角處，由于煤分子擴散到墻內，所以刮去一層，仍可看到里面呈黑色。13、用砂鍋煮魚或燒湯時，當湯水沸騰后從爐子上拿下來，則湯水仍會繼續(xù)沸騰一段時間，而用鐵鍋卻沒有這種現(xiàn)象。 解釋原因：砂鍋是陶土燒制成的，其比熱比金屬大得多，而傳熱能力則比金屬差得多。當砂鍋在爐子上加熱時，鍋外層的溫度大大超過100， 內層溫度略高于100。此時，鍋吸收了很多熱量，儲存了很多內能。將砂鍋從爐子上拿下來后，遠高于1