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
Темпы элиминации сонной болезни превзошли ожидания ВОЗ Темпы элиминации сонной болезни превзошли ожидания ВОЗ

В ближайшие десять лет ожидается полная ликвидация сонной болезни

N+1
Как купить машину, которая не теряет в цене Как купить машину, которая не теряет в цене

Выбирай автомобиль без глупостей!

Maxim
Любимые автомобили Дэвида Бекхэма Любимые автомобили Дэвида Бекхэма

Футболист Дэвид Бекхэм знает толк в крутых машинах

GQ
На грани слышимости: нейтринные коммуникации для подводного флота На грани слышимости: нейтринные коммуникации для подводного флота

Современные субмарины становятся неслышимы и невидимы для радаров

Популярная механика
История рубашки поло: от спортивной формы до универсальной классики мужского гардероба История рубашки поло: от спортивной формы до универсальной классики мужского гардероба

Рубашка поло: рассматриваем в деталях

Esquire
Сели на шею Сели на шею

Как сохранить молодость шеи и убрать некрасивую «холку» и возрастные «кольца»

Лиза
Вся чешусь и падаю без сил: как твое тело реагирует на токсичные отношения Вся чешусь и падаю без сил: как твое тело реагирует на токсичные отношения

Токсичные отношения действуют не только на психику, но и на тело тоже

Cosmopolitan
Кристофер Мискья и его машина, которая сама себя отключает Кристофер Мискья и его машина, которая сама себя отключает

Норвежец Кристофер Мискья – инженер до мозга костей

Популярная механика
Игра Streets of Rage 4 могла стать чудовищным провалом Игра Streets of Rage 4 могла стать чудовищным провалом

Streets of Rage 4 – культурный феноменом и достижение индустрии видеоигр

GQ
Моторная кора повторила запомненную информацию во время отдыха Моторная кора повторила запомненную информацию во время отдыха

Что выяснили с помощью инвазивного интерфейса в головном мозге

N+1
Гор Нахапетян: Чего смешного? Зачем нам нужно чувство юмора, когда рушится мир Гор Нахапетян: Чего смешного? Зачем нам нужно чувство юмора, когда рушится мир

Гор Нахапетян рассказывает, зачем нам нужен «смех во время чумы»

СНОБ
Правила жизни Моррисси Правила жизни Моррисси

Правила жизни музыканта Стивена Патрика Моррисси

Esquire
Биокомпозит увеличил срок годности фруктов на неделю Биокомпозит увеличил срок годности фруктов на неделю

По статистике ВОЗ за 2018 год более 800 миллионов человек

N+1
Летучие мыши и приматы оказались самыми стойкими к опьянению зверями Летучие мыши и приматы оказались самыми стойкими к опьянению зверями

Эффективнее всего перерабатывают алкоголь приматы и рукокрылые

N+1
10 причин не любить Джима Джармуша 10 причин не любить Джима Джармуша

Следуя заповеди «Не сотвори себе кумира», узнаем Джима Джармуша поближе

Esquire
Как помочь партнеру с социофобией? Как помочь партнеру с социофобией?

Социофобия — не просто застенчивость, а настоящее психическое расстройство

Psychologies
«Это спорт не для бедных»: сколько стоит подготовка фигуриста уровня Алины Загитовой «Это спорт не для бедных»: сколько стоит подготовка фигуриста уровня Алины Загитовой

Почему фигурное катание обходится так дорого

Forbes
Замена салонам красоты: партнер однокурсника Медведева стал совладельцем производителей патчей Замена салонам красоты: партнер однокурсника Медведева стал совладельцем производителей патчей

Филипп Полянский стал владельцем бренда, который производит патчи с микроиглами

Forbes
Борис Акунин: «Из всех наслаждений, отпущенных человеку, самое изысканное — шевелить мозгами» Борис Акунин: «Из всех наслаждений, отпущенных человеку, самое изысканное — шевелить мозгами»

Лучшие цитаты Бориса Акунина

Maxim
Правила жизни Шона Бина Правила жизни Шона Бина

Правила жизни актера Шона Бина

Esquire
Два юбилея. 100 лет Suzuki и 50 - её внедорожникам Два юбилея. 100 лет Suzuki и 50 - её внедорожникам

В этом году компания Suzuki отмечает столетний юбилей

4x4 Club
У стеклянных лягушек описали новый тип камуфляжа У стеклянных лягушек описали новый тип камуфляжа

У тропических стеклянных лягушек обнаружили совершенно новый тип камуфляжа

N+1
Победа телевидения над онлайном: как бизнес стимулирует продажи во время эпидемии Победа телевидения над онлайном: как бизнес стимулирует продажи во время эпидемии

Что происходит с рекламным рынком во время каратина и экономического спада?

Forbes
Сколько людей какие животные убивают за год (анимированная статистика) Сколько людей какие животные убивают за год (анимированная статистика)

Какие животные самые смертоносные для человека?

Maxim
Правила жизни Бориса Акунина Правила жизни Бориса Акунина

Правила жизни писателя и ученого-япониста Бориса Акунина

Esquire
Электросудорожная терапия на время вылечила дальтонизм Электросудорожная терапия на время вылечила дальтонизм

Как прицельная стимуляция повлияла на способ видеть цвета

N+1
4 научно обоснованные причины, почему быть толстым иногда полезно для здоровья 4 научно обоснованные причины, почему быть толстым иногда полезно для здоровья

Люди с лишним весом застрахованы от болезней, которыми страдают худышки

Maxim
Самые известные психонавты Самые известные психонавты

Семь знаменитых первооткрывателей, практиковавших психонавтику

Популярная механика
Как в России планировали бороться с пьянством, но вместо этого боролись с трезвостью Как в России планировали бороться с пьянством, но вместо этого боролись с трезвостью

Краткая история отношений государства с водкой

Weekend
Открыть в приложении