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
Соцсети и карьера: как вести аккаунты, чтобы найти работу Соцсети и карьера: как вести аккаунты, чтобы найти работу

Что и как постить, если вы претендуете на хорошую вакансию

РБК
О рыбачке и рыбке О рыбачке и рыбке

Как русская уха покорила Францию

Огонёк
Зубы Гитлера Зубы Гитлера

Фронтовые дороги Анны Маранц и Елены Каган пересеклись 8 мая 1945 года

Огонёк
Тайна форсажного пламени Тайна форсажного пламени

Что такое форсаж?

Популярная механика
«Влиять на цену акций могло все что угодно»: что говорят финансисты о рекордном иске «Роснефти» к РБК «Влиять на цену акций могло все что угодно»: что говорят финансисты о рекордном иске «Роснефти» к РБК

«Роснефти», подавшей иск к РБК на 43 млрд рублей, будет трудно доказать убытки

Forbes
Заслуженные изгои Заслуженные изгои

Как андерграунд становится мейнстримом

Weekend
Следствие по телу Следствие по телу

Как не забросить спорт и какие процедуры для тела стоит сделать самой

Grazia
12 отличных сериалов Hulu, которые стоит посмотреть 12 отличных сериалов Hulu, которые стоит посмотреть

Успех "Рассказа служанки" возвел студию Hulu в ранг больших стриминг-игроков

Esquire
Он изменил с вашей подругой: почему это могло случиться? Он изменил с вашей подругой: почему это могло случиться?

Предательство со стороны самых близких людей всегда болезненно

Psychologies
Ученые успешно воспроизвели аспекты теории перспектив Ученые успешно воспроизвели аспекты теории перспектив

Теорию перспектив из работы Канемана и Тверски удалось применить на практике

N+1
Как метать топоры: рассказ профессионала Как метать топоры: рассказ профессионала

Метание топора — потрясающе зрелищный вид спорта

Популярная механика
7 фактов о фильме «Кошмар на улице Вязов» 7 фактов о фильме «Кошмар на улице Вязов»

В 1984 году, в золотую эпоху фильмов, мы познакомились с Фредди Крюгером

Maxim
Донорские стволовые клетки позволили новорожденному японцу дожить до пересадки печени Донорские стволовые клетки позволили новорожденному японцу дожить до пересадки печени

Первая в мире операция по пересадке клеток печени

N+1
Скажи Маруся: как устроена умная колонка Скажи Маруся: как устроена умная колонка

Мои дети предпочитают разговаривать с роботами — умными колонками

Популярная механика
Штраф за выезд на МКАД. Автомобилист пожаловался на ловушку Штраф за выезд на МКАД. Автомобилист пожаловался на ловушку

Водитель из Торжка проехал в Рязань транзитом через Москву

РБК
Хитрая схема: почему бензин в России не дешевеет даже при ценах на нефть, как в 2000-х Хитрая схема: почему бензин в России не дешевеет даже при ценах на нефть, как в 2000-х

Нефтяные котировки рухнули до уровней 2000-х, а цены на бензин не снижаются

Forbes
Стать лучшей версией себя: 7 книг для саморазвития от вице-президента Whirpool Стать лучшей версией себя: 7 книг для саморазвития от вице-президента Whirpool

Книги, которые перевернут ваше представление о себе

Forbes
Вы уволены. Как сохранить силу духа и почему аргумент «просто нет работы» не принимается Вы уволены. Как сохранить силу духа и почему аргумент «просто нет работы» не принимается

Какие ошибки не стоит совершать при поиске новой работы

Forbes
7 самых обязательных фильмов с Клинтом Иствудом 7 самых обязательных фильмов с Клинтом Иствудом

31 мая любого года мы все отпразднуем день рождения Клинт Иствуда

Maxim
Декрет — это не курорт. Что не так с восприятием материнства обществом Декрет — это не курорт. Что не так с восприятием материнства обществом

Как найти общий язык с ребенком и баланс между вашими потребностями

Forbes
«Стартаперы — люди с нездоровой психикой»: главный герой фильма Юрия Дудя — о жизни в Кремниевой долине «Стартаперы — люди с нездоровой психикой»: главный герой фильма Юрия Дудя — о жизни в Кремниевой долине

Николай Давыдов стал одним из основных героев фильма Юрия Дудя

Forbes
Химики научились селективно замещать водород на концевом углеводородном фрагменте Химики научились селективно замещать водород на концевом углеводородном фрагменте

Новый способ получать органические молекулы из простого углеводородного сырья

N+1
Сели на шею Сели на шею

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

Лиза
Не мариновкой единой: 10 полезных применений уксуса в домашних условиях Не мариновкой единой: 10 полезных применений уксуса в домашних условиях

О некоторых способностях уксуса ты даже не подозревал

Playboy
Материаловеды сделали электрохимический глаз с сетчаткой из нанонитей перовскита Материаловеды сделали электрохимический глаз с сетчаткой из нанонитей перовскита

Разрешающая способность искусственного глаза выше, чем у человеческого

N+1
Мать-и-мачеха? Медуница? И впрямь не узнать! Мать-и-мачеха? Медуница? И впрямь не узнать!

У этих растений весной и летом совершенно разное обличье

Наука и жизнь
Гигантский прыжок космического капитализма: что значит для бизнеса отправка астронавтов Илоном Маском Гигантский прыжок космического капитализма: что значит для бизнеса отправка астронавтов Илоном Маском

Миссия SpaceX — важный символ победы частного капитала

Forbes
Колоссальная неопределенность: от чего зависит курс рубля и что с ним будет к концу года Колоссальная неопределенность: от чего зависит курс рубля и что с ним будет к концу года

От чего зависят валютные курсы, надолго ли доллар останется главной валютой мира

Forbes
Изменяю в уме: личный опыт эмоциональной неверности и ее последствий Изменяю в уме: личный опыт эмоциональной неверности и ее последствий

Многие считают изменой только физическую близость

Cosmopolitan
Открыть в приложении