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
Юрий Анненков. Вкус жизни Юрий Анненков. Вкус жизни

Три страсти безраздельно владели Юрием Анненковым

Караван историй
Эффект дома Эффект дома

После реновации дом в Подмосковье приобрёл своё собственное лицо

SALON-Interior
Hyundai Tucson — 2021: каким будет новый кроссовер Hyundai Tucson — 2021: каким будет новый кроссовер

Новые подробности о кроссовере Hyundai Tucson следующего поколения

РБК
25 вещей, которые на самом деле ненавидят женщины 25 вещей, которые на самом деле ненавидят женщины

Эта статья поможет тебе прожить чуть более счастливую и долгую жизнь

Maxim
Я не хочу искать работу и менять свою жизнь Я не хочу искать работу и менять свою жизнь

Некоторые в разгар кризиса становятся бойцами движения сопротивления

Psychologies
Лучшие фильмы про лето Лучшие фильмы про лето

Лучшие фильмы о лете согреют тебя в мороз, утешат в холода и вылечат в стужу

Maxim
«Мечта Билла Гейтса»: суперяхта на водороде «Мечта Билла Гейтса»: суперяхта на водороде

Билл Гейтс собирается построить 112-метровую суперяхту за 700 миллионов долларов

Популярная механика
В бой идут одни сопляки: чем Пентагону интересны игроки в Starcraft? В бой идут одни сопляки: чем Пентагону интересны игроки в Starcraft?

Интересно жить, зная, что твой город может стереть с лица Земли толстый школьник

Maxim
От дьяволицы до королевы: всё о прямолинейной и талантливой Кейт Бланшетт От дьяволицы до королевы: всё о прямолинейной и талантливой Кейт Бланшетт

Вспоминаем интересные детали биографии Кейт Бланшетт

Cosmopolitan
Предпринимательницы Кремниевой Долины о фильме Дудя, феминизме и женских стартапах Предпринимательницы Кремниевой Долины о фильме Дудя, феминизме и женских стартапах

Дискуссия с предпринимательницами Силиконовой долины

Forbes
Как найти менеджеров, которые умеют творить чудеса? Как найти менеджеров, которые умеют творить чудеса?

Почему в компании Skyeng увольняли не отдельных топ-менеджеров, а целые отделы

Forbes
Яркие кинороли и предательство любимого — как сложилась судьба Элина Быстрицкой Яркие кинороли и предательство любимого — как сложилась судьба Элина Быстрицкой

Элина Быстрицкая запомнилась зрителю по роли Аксиньи в фильме «Тихий Дон»

Cosmopolitan
Оральные контрацептивы и гормон любви - какова связь Оральные контрацептивы и гормон любви - какова связь

Как влияют на эмоции женщины противозачаточные таблетки?

Популярная механика
Лучшие бесплатные программы для проверки компьютера: тестируем компоненты Лучшие бесплатные программы для проверки компьютера: тестируем компоненты

Для тестирования комплектующих ПК есть большое количество специальных утилит

CHIP

Моменты жизни Мадонны, о которых стоит вспомнить.

Cosmopolitan
Как менялся стиль Роберта Паттинсона Как менялся стиль Роберта Паттинсона

Ему удалось перевоплотиться из вампира в супергероя

GQ
Нейроны самок мышей среагировали на отказ от алкоголя сильнее самцов Нейроны самок мышей среагировали на отказ от алкоголя сильнее самцов

Что может объяснять повышенную уязвимость женщин к абстинентному синдрому?

N+1
Необходимость отвлекаться на электронную почту заставила людей грустить и злиться Необходимость отвлекаться на электронную почту заставила людей грустить и злиться

Необходимость отвлекаться во время выполнения задачи вызывает негативные эмоции

N+1
Топ-5 комичных ситуаций, произошедших на хоккейных матчах Топ-5 комичных ситуаций, произошедших на хоккейных матчах

Надевай шлем, коньки и наслаждайся невероятными историями с видеоповторами

Maxim
Секс после родов. Как приспособиться к новым реалиям и получить удовольствие? Секс после родов. Как приспособиться к новым реалиям и получить удовольствие?

Что нужно знать, чтобы интимная близость после родов была приятной и безопасной?

Cosmopolitan
«Потягушки»: как встать с постели «Потягушки»: как встать с постели

Как, едва проснувшись, сразу задать правильный тон всему дню

Psychologies
«Падшие ангелы», монеты и евробонды: во что во время пандемии вкладывают деньги миллионеры «Падшие ангелы», монеты и евробонды: во что во время пандемии вкладывают деньги миллионеры

Состоятельные клиенты не долго находились в состоянии шока от падения рынков

Forbes
Пятиминутный путеводитель по теориям заговоров Пятиминутный путеводитель по теориям заговоров

Какие существуют конспирологические теории

Esquire
Заслуженные изгои Заслуженные изгои

Как андерграунд становится мейнстримом

Weekend
Хорошая и плохая скука: как качественно отдыхать в эпоху вечной занятости Хорошая и плохая скука: как качественно отдыхать в эпоху вечной занятости

Наши списки дел никогда не закончатся, а за очередным дедлайном последует новый

Forbes
Тревожности — бой! Победи ее, пока она не съела тебя: гид по выходу из стресса Тревожности — бой! Победи ее, пока она не съела тебя: гид по выходу из стресса

Как самое частое психическое расстройство XXI века управляет нами

Cosmopolitan
9 способов выжить в самых неблагоприятных ситуациях 9 способов выжить в самых неблагоприятных ситуациях

Смертельные опасности будут обходить тебя стороной, если ты прочтешь эту статью!

Maxim
Никуда не едем: «Яндексу» стало не до вывода на биржу «Яндекс.Такси» Никуда не едем: «Яндексу» стало не до вывода на биржу «Яндекс.Такси»

«Яндекс» пока не включает в число приоритетов вывод «Яндекс.Такси» на биржу

Forbes
Почему человек спит: таинственный механизм Почему человек спит: таинственный механизм

Как мозг заставляет человека пролежать почти без движения семь и более часов?

Популярная механика
Открыть в приложении