Кухня — отличная возможность наглядно объяснить физику

Популярная механикаНаука

10 физических явлений на кухне: увидеть своими глазами

Ежедневно мы проводим на кухне 1-2 часа. Кто-то меньше, кто-то больше. При этом мы редко задумываемся о физических явлениях, когда готовим завтрак, обед или ужин. А ведь большей их концентрации в бытовых условиях, чем на кухне, в квартире и быть не может. Хорошая возможность объяснить физику детям!

Тим Скоренко

ed8ff90a6c764522fc7bbeefaa4c109b.jpg

1Диффузия

С этим явлением на кухне мы сталкиваемся постоянно. Его название образовано от латинского diffusio — взаимодействие, рассеивание, распространение. Это процесс взаимного проникновения молекул или атомов двух граничащих веществ. Скорость диффузии пропорциональна площади поперечного сечения тела (объему), и разности концентраций, температур смешиваемых веществ. Если есть разница температуры, то она задает направление распространения (градиент) - от горячего к холодному. В итоге происходит самопроизвольное выравнивание концентраций молекул или атомов.

Это явление на кухне можно наблюдать при распространении запахов. Благодаря диффузии газов, сидя в другой комнате, можно понять, что готовится. Как известно, природный газ не имеет запаха, и к нему примешивают добавку, чтобы легче было обнаружить утечку бытового газа. Резкий неприятный запах добавляет одорант, например, этилмеркаптан. Если с первого раза конфорка не загорелась, то мы можем чувствовать специфический запах, который с детства мы знаем, как запах бытового газа.

А если бросить в кипяток крупинки чая или заварной пакетик и не размешивать, то можно увидеть, как распространяется чайный настой в объеме чистой воды. Это диффузия жидкостей. Примером диффузии в твердом теле может быть засолка помидор, огурцов, грибов или капусты. Кристаллы соли в воде распадаются на ионы Na и Cl, которые, хаотически двигаясь, проникают между молекулами веществ в составе овощей или грибов.

2Смена агрегатного состояния

Мало кто из нас замечал, что в оставленном стакане с водой через несколько дней испаряется такая же часть воды при комнатной температуре, как и при кипячении в течение 1−2 минут. А замораживая продукты или воду для кубиков льда в холодильнике, мы не задумываемся, как это происходит. Между тем, эти самые обыденные и частые кухонные явления легко объясняются. Жидкость обладает промежуточным состоянием между твердыми веществами и газами. При температурах, отличных от кипения или замерзания, силы притяжения между молекулами в жидкости не так сильны или слабы, как в твердых веществах и в газах. Поэтому, например, только получая энергию (от солнечных лучей, молекул воздуха комнатной температуры) молекулы жидкости с открытой поверхности постепенно переходят в газовую фазу, создавая над поверхностью жидкости давление пара. Скорость испарения растет при увеличении площади поверхности жидкости, повышении температуры, уменьшении внешнего давления. Если температуру повышать, то давление пара этой жидкости достигает внешнего давления. Температуру, при которой это происходит, называют температурой кипения. Температура кипения снижается при уменьшении внешнего давления. Поэтому в горной местности вода закипает быстрее.

И наоборот, молекулы воды при понижении температуры теряют кинетическую энергию до уровня сил притяжения между собой. Они уже не двигаются хаотично, что позволяет образоваться кристаллической решетке как у твердых тел. Температура 0 °C, при которой это происходит, называется температурой замерзания воды. При заморозке вода расширяется. Многие могли познакомиться с таким явлением, когда помещали пластиковую бутылку с напитком в морозилку для быстрого охлаждения и забывали об этом, а после бутылку распирало. При охлаждении до температуры 4 °C сначала наблюдается увеличение плотности воды, при которой достигается ее максимальная плотность и минимальный объем. Затем при температуре от 4 до 0 °C происходит перестройка связей в молекуле воды, и ее структура становится менее плотной. При температуре 0 °C жидкая фаза воды меняется на твердую. После полного замерзания воды и превращения в лед ее объем вырастает на 8,4%, что и приводит к распиранию пластиковой бутылки. Содержание жидкости во многих продуктах мало, поэтому они при заморозке не так заметно увеличиваются в объеме.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Рейтинг брендов Рейтинг брендов

Бренды, которые стали заметны на рынке за год

Forbes
Предчувствие жизни: «Нормальные люди» Салли Руни в книге и на экране Предчувствие жизни: «Нормальные люди» Салли Руни в книге и на экране

«Нормальные люди»: стоит не только посмотреть сериал, но и прочитать книгу

РБК
Сахарный детокс: я отказалась от сладкого на месяц — вот что из этого вышло Сахарный детокс: я отказалась от сладкого на месяц — вот что из этого вышло

Рассказываем результаты отказа от сахара на месяц.

Cosmopolitan
Как убрать акне на спине и чем мазать шею: уход за неочевидными частями тела Как убрать акне на спине и чем мазать шею: уход за неочевидными частями тела

Как сохранить молодость ушей? Чем убрать прыщи на спине?

Cosmopolitan
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Правила жизни Бориса Акунина Правила жизни Бориса Акунина

Правила жизни писателя и ученого-япониста Бориса Акунина

Esquire
Астрономы подтвердили открытие двух протопланет у близкой молодой звезды Астрономы подтвердили открытие двух протопланет у близкой молодой звезды

Астрономы подтвердили существование двух протопланет у молодой звезды PDS 70

N+1
Танцевальные тренировки по видео: хип-хоп, табата, зумба и другие Танцевальные тренировки по видео: хип-хоп, табата, зумба и другие

Как разные танцевальные стили приспособили под тренировки

Psychologies
Хорошее дело Хорошее дело

Для четырех наших героинь помощь другим стала делом жизни

Cosmopolitan
Создана вибрирующая одежда, изменяющая сознание: игры с восприятием Создана вибрирующая одежда, изменяющая сознание: игры с восприятием

Исследователи разработали вибрирующий текстиль, который изменяет восприятие

Популярная механика

Моменты жизни Мадонны, о которых стоит вспомнить.

Cosmopolitan
Главные коллекции XXI века Главные коллекции XXI века

Коллекции, которые могли бы войти в учебник истории моды XXI века

Weekend
Россия, которую мы приобрели Россия, которую мы приобрели

Можно ли на Алтае найти инстапойнты красивее, чем в Альпах

Tatler
Как сжечь калории дома: 10 приятных способов Как сжечь калории дома: 10 приятных способов

Сбросить пару лишних килограммов можно не только во время занятий спортом

РБК
Audi Q7 и Genesis G80 Audi Q7 и Genesis G80

Обновленный бестселлер от Audi и новый кроссовер от Genesis

Weekend
Одна вокруг света на карантине: перестрелка, конвой и пакистанская свадьба Одна вокруг света на карантине: перестрелка, конвой и пакистанская свадьба

71-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Свободный художник Свободный художник

Актриса Дарья Руденок о своем ярком образе в сериале «257 причин, чтобы жить»

OK!
Валерия Розов: Что делать, если вас сокращают? Валерия Розов: Что делать, если вас сокращают?

Как сотрудник может защитить себя при сокращении

СНОБ
10 самых опасных бактерий 10 самых опасных бактерий

Бактерии бывают разными - как полезными, так и смертельно опасными

Популярная механика
Питались солнцем и заманивали в секс-рабство: в каких сектах состояли звезды Питались солнцем и заманивали в секс-рабство: в каких сектах состояли звезды

Cреди известных актеров довольно часто встречаются сектанты

Cosmopolitan
Лайфхаки для хозяйки Лайфхаки для хозяйки

Как быстро и легко все отмыть, отчистить, отстирать и приготовить

Лиза
Современное оружие против атомных бомб Второй мировой: цифры и факты Современное оружие против атомных бомб Второй мировой: цифры и факты

Насколько велик разрушительный потенциал современного ядерного вооружения?

Популярная механика
Иван Грозный и его отряд дрессированных киллеров Иван Грозный и его отряд дрессированных киллеров

Опричники — грозные слуги Ивана Грозного

Maxim
Напечатанная микроракета промчалась по кровеносному сосуду Напечатанная микроракета промчалась по кровеносному сосуду

Среди микророботов был установлен рекорд скорости в 2,8 миллиметра в секунду

N+1
«Абсолютная пустышка»: что российские политики и бизнесмены говорили об Илоне Маске и его проектах «Абсолютная пустышка»: что российские политики и бизнесмены говорили об Илоне Маске и его проектах

Илон Маск готовится запустить людей на орбиту на частном корабле

Forbes
Что будет с человеком, если ему ампутировать половину мозга Что будет с человеком, если ему ампутировать половину мозга

Возможно ли жить только с половиной мозга, и что это будет за жизнь?

Популярная механика
«Пропусков нет у каждого второго». Как работает система «Карантин» «Пропусков нет у каждого второго». Как работает система «Карантин»

Что не так с новым приложением для ГИБДД, на которое потратили 27 млн рублей

РБК
Герой нашей бесконечности Герой нашей бесконечности

Ксения Рождественская о новом фильме Роя Андерссона

Weekend
Кристина Орбакайте: три героя её романа Кристина Орбакайте: три героя её романа

Дочери Примадонны удалось стать успешной артисткой и найти настоящую любовь

Cosmopolitan
Почему я просыпаюсь ночью и не могу уснуть? 10 ответов на твой вопрос Почему я просыпаюсь ночью и не могу уснуть? 10 ответов на твой вопрос

У тебя часто бывает, что ты резко просыпаешься среди ночи?

Playboy
Открыть в приложении