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
Светлая полоса: фальшивый номер газеты Светлая полоса: фальшивый номер газеты

Как советские журналисты придумали способ обойти государственную цензуру

Esquire
Mazda CX-9. Неочевидное благородство Mazda CX-9. Неочевидное благородство

Лучшие модели автомобилей для России разрабатывались, как ни странно, в США

4x4 Club
Правила жизни Боба Марли Правила жизни Боба Марли

Музыкант и композитор, Найн-Майлс, Ямайка. Умер 11 мая 1981 в возрасте 36 лет

Esquire
Глава 1: Москва Глава 1: Москва

Ты говорил, город – сила. А здесь слабые все

Esquire
25 лучших фильмов, основанных на реальных событиях 25 лучших фильмов, основанных на реальных событиях

25 лучших криминальных фильмов в истории кинематографа

Esquire
Пользователи твиттера запустили флешмоб #МояСтыднаяИстория. Они делятся самыми неловкими историями из своей жизни Пользователи твиттера запустили флешмоб #МояСтыднаяИстория. Они делятся самыми неловкими историями из своей жизни

Самые неловкие истории из жизни пользователей рунета

Esquire
5 вопросов к себе, прежде чем искать любовь на сайте знакомств 5 вопросов к себе, прежде чем искать любовь на сайте знакомств

Все ли мы готовы к онлайн-романам и что нам нужно знать, чтобы не разочароваться

Psychologies
«Нужно включать печатный станок»: основатель «Теремка» об ошибках властей и единственном выходе из кризиса «Нужно включать печатный станок»: основатель «Теремка» об ошибках властей и единственном выходе из кризиса

Как «Теремок» его бизнес переживает карантин

Forbes
Штормгласс Фицроя: забытый метеорологический прибор XIX века Штормгласс Фицроя: забытый метеорологический прибор XIX века

Самый красивый метеорологический прибор, даже если он ничего не показывает

Популярная механика
Мифы о “Каспийском монстре”: почему экранопланы “не взлетели” Мифы о “Каспийском монстре”: почему экранопланы “не взлетели”

Как разбивается о суровую реальность миф об экранопланах

Популярная механика
Самые известные психонавты Самые известные психонавты

Семь знаменитых первооткрывателей, практиковавших психонавтику

Популярная механика
Как победить сахарную зависимость? Как победить сахарную зависимость?

Как распознать зависимость от сахара, и можно ли ее победить?

Здоровье
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
«Многие уже отказались от машины». Что происходит с ОСАГО «Многие уже отказались от машины». Что происходит с ОСАГО

Что будет с рынком обязательного автострахования после пандемии

РБК
Зажиточные кулаки: портреты лучших боксеров планеты Зажиточные кулаки: портреты лучших боксеров планеты

Фотограф Хольгер Кайфель в течение восьми лет снимал лучших боксеров планеты

Esquire
Обновлённая LADA 4x4. По канавам и святым местам Обновлённая LADA 4x4. По канавам и святым местам

Краткое описание обновлений LADA 4х4 занимает не больше абзаца

4x4 Club
Хиромантия XXI века: антинаучно ли изучение линий на ладонях? Хиромантия XXI века: антинаучно ли изучение линий на ладонях?

Существуют ли закономерности между узорами на руке и личностными качествами

Популярная механика
Электросудорожная терапия на время вылечила дальтонизм Электросудорожная терапия на время вылечила дальтонизм

Как прицельная стимуляция повлияла на способ видеть цвета

N+1
Руководитель Aviasales Макс Крайнов: После многомесячного заточения люди будут готовы тратить деньги на путешествия Руководитель Aviasales Макс Крайнов: После многомесячного заточения люди будут готовы тратить деньги на путешествия

Как будет восстанавливаться рынок авиаперевозок

СНОБ
Похороны Зевса. Послесловие к фильму Лозницы Похороны Зевса. Послесловие к фильму Лозницы

С какой стати фильм «Государственные похороны» стал одним из хитов интернета

СНОБ
Каково это — едва не погибнуть, снимая войну в Афганистане. Прямая речь фотокорреспондента The New York Times Жуана Сильвы Каково это — едва не погибнуть, снимая войну в Афганистане. Прямая речь фотокорреспондента The New York Times Жуана Сильвы

Фотокорреспондент рассказывает о том, как он стал инвалидом в Афганистане

Esquire
Virgin Orbit впервые запустила ракету-носитель LauncherOne с самолета Virgin Orbit впервые запустила ракету-носитель LauncherOne с самолета

Компания Virgin Orbit впервые запустила ракету-носитель LauncherOne

N+1
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
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
Самый некрасивый во дворе — фиаско последнего большого «Форда» Самый некрасивый во дворе — фиаско последнего большого «Форда»

Жаба, гаргулья, чудовище — это лишь несколько прозвищ несчастного Scorpio.

Maxim
Двое в комнате Двое в комнате

Дарья Василькова спроектировала квартиру для друзей-рестораторов

AD
Автомобилистов предупредили о магнитных бурях. Как теперь ездить? Автомобилистов предупредили о магнитных бурях. Как теперь ездить?

Как погода влияет на реакцию водителей и почему лучше не пить лекарства за рулем

РБК
Ёлка, Юлия Хлынина, Владимир Яглыч, Алёна Бабенко и другие артисты прочитали рассказы Михаила Зощенко Ёлка, Юлия Хлынина, Владимир Яглыч, Алёна Бабенко и другие артисты прочитали рассказы Михаила Зощенко

Рассказ Михаила Зощенко в онлайн-проекте «Читай дома»

OK!
Карен Уайт: Ночь, когда огни погасли Карен Уайт: Ночь, когда огни погасли

Отрывок из романа Карен Уайт «Ночь, когда огни погасли»

СНОБ
Открыть в приложении