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
Как обладание вещами крадет ваше время Как обладание вещами крадет ваше время

Отрывок из книги самого известного японского минималиста Ямио Сасаки

СНОБ
В центре города В центре города

Отличительной чертой интерьера стали натуральные материалы и природные фактуры

SALON-Interior
Гендерные стереотипы не повлияли на доверие к роботам Гендерные стереотипы не повлияли на доверие к роботам

Чтобы не поддерживать стереотипы, стоит создавать гендерно-нейтральных роботов

N+1
Топливо больших скоростей Топливо больших скоростей

Прогресс привнес новейшие технологии в систему обеспечения лайнеров топливом

Популярная механика
Встречаюсь с женатым и не чувствую вины Встречаюсь с женатым и не чувствую вины

История читательницы о романе с женатым человеком с комментариями психолога

Psychologies
По гарвардскому счету По гарвардскому счету

В МГУ уже до конца года может начаться крупная организационная реформа

Эксперт
Как должны развиваться урбанизированые территории Как должны развиваться урбанизированые территории

Григорий Ревзин о городе будущего

Weekend
«Польские земли под властью Петербурга: oт Венского конгресса до Первой мировой» «Польские земли под властью Петербурга: oт Венского конгресса до Первой мировой»

Варшава около 1900 года: гибель оккупированного города или рождение мегаполиса?

N+1
«Я заново учился ходить и говорить»: как пережить 16 дней комы и в 40 лет начать жизнь с чистого листа «Я заново учился ходить и говорить»: как пережить 16 дней комы и в 40 лет начать жизнь с чистого листа

Владелец сети детских клубов: как отказаться от корпорации ради своего дела

Forbes
«Старые рецепты работать не будут» «Старые рецепты работать не будут»

Можно ли выйти из экономического шторма, ничего не изменив

Огонёк
Найдено новое животное, которому не нужен кислород для дыхания Найдено новое животное, которому не нужен кислород для дыхания

Ученые еще не выяснили, каким образом это существо получает энергию

National Geographic
Предсказан новый тип галактик Предсказан новый тип галактик

Ученые поняли, почему крошечной галактике так трудно омолодиться

Популярная механика
Моральный кодекс робота: можно ли привить машине ценности через книги Моральный кодекс робота: можно ли привить машине ценности через книги

Смогут ли роботы понять этические нормы, просто читая книги и новости

Популярная механика
Правила жизни Кристины Хендрикс Правила жизни Кристины Хендрикс

Правила жизни актрисы Кристины Хендрикс

Esquire
Михаил Агранович. Милые, дорогие, любимые Михаил Агранович. Милые, дорогие, любимые

После съемок мы с Лидой не расставались

Караван историй
Загадка досуга. Почему мы ощущаем себя вечно занятыми и что с этим делать Загадка досуга. Почему мы ощущаем себя вечно занятыми и что с этим делать

Отрывок из книги «Эпоха долголетия»: грядет перестройка структуры времени

Forbes
Годичные кольца рассказали о засухах в бассейне Миссури Годичные кольца рассказали о засухах в бассейне Миссури

Засухи на рубеже XXI века оказались самыми экстремальными за последние 1200 лет

N+1
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
Nissan Ariya. Бесконечный японский футуризм Nissan Ariya. Бесконечный японский футуризм

В концепте Ariya компания Nissan сосредоточила весь набор технологий будущего

4x4 Club
Керенский: первая любовь революции Керенский: первая любовь революции

Мог ли изменить ход истории глава Временного правительства в 1917 году

Дилетант
«Кем я стану, когда вырасту?» «Кем я стану, когда вырасту?»

Как выглядят птенцы и похожи ли они на своих родителей — птиц?

Наука и жизнь
Кто зажег фитиль: что было со Вселенной до Большого взрыва Кто зажег фитиль: что было со Вселенной до Большого взрыва

Большой взрыв обычно считают началом всего того, что есть сегодня

Популярная механика
Правила жизни Фрэнсиса Форда Копполы Правила жизни Фрэнсиса Форда Копполы

Правила жизни режиссера кинотрилогии «Крестный отец» Фрэнсиса Форда Копполы

Esquire
Разбираем костюмы Тони Монтаны в фильме «Лицо со шрамом» Разбираем костюмы Тони Монтаны в фильме «Лицо со шрамом»

Портной студии Paramount точно знал, как выглядят беспощадные мафиози

GQ
Павел Дуров назвал семь причин не переезжать в США. Это ответ на фильм Дудя о Кремниевой долине Павел Дуров назвал семь причин не переезжать в США. Это ответ на фильм Дудя о Кремниевой долине

Почему США — не самое лучшее место для жизни и ведения IT-бизнеса

Esquire
Тяжелая вода оказалась сладкой Тяжелая вода оказалась сладкой

Биохимики подтвердили сладкий вкус тяжелой воды

N+1
«Оттепель — это период, когда власть вела себя как шизофреник» «Оттепель — это период, когда власть вела себя как шизофреник»

Почему сегодня вокруг 1960-х складывается целая мифология

Полка
10 лучших триллеров на Netflix, которые стоит посмотреть прямо сейчас 10 лучших триллеров на Netflix, которые стоит посмотреть прямо сейчас

Триллеры, которые действительно заставят вас почувствовать напряжение

Esquire
Пещерные львы навсегда расстались со своими собратьями полмиллиона лет назад Пещерные львы навсегда расстались со своими собратьями полмиллиона лет назад

Что показало масштабное исследование эволюции современных и вымерших львов

N+1
Открыть в приложении