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
Галина Щербакова: Женщины в игре без правил Галина Щербакова: Женщины в игре без правил

Отрывок из нового романа Галины Щербаковой о судьбах трех поколений женщин

СНОБ
Леди не шевелится Леди не шевелится

Что мешает девушкам из аристократических семей превратиться в королев инстаграма

Tatler
11 литературных героев, которые находились в изоляции 11 литературных героев, которые находились в изоляции

Почему эти персонажи оказались взаперти, чем занимали мозг и тело в изоляции

GQ
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Чем полезен рыбий жир для школьника? Чем полезен рыбий жир для школьника?

Как помочь ребенку пережить трудный конец года?

Cosmopolitan
Истребитель танков: боевой путь Владимира Вострова Истребитель танков: боевой путь Владимира Вострова

Владимир Востров был бойцом вспомогательного отряда, помогающего РККА

Популярная механика
Одна на всех Одна на всех

Женщины на войне — тема отдельная и не менее тяжелая, чем сама война

Добрые советы
Третий лишний Третий лишний

Рассказ Ксении Букши, в котором на месте героя мог оказаться любой из нас

Esquire
Одежда из переработанных материалов: зачем ее покупать и насколько она безопасна Одежда из переработанных материалов: зачем ее покупать и насколько она безопасна

Вещи из переработанных материалов уже давно пользуются популярностью

Cosmopolitan
Основатель Suitsupply — о первом костюме, правильной цене и женской моде Основатель Suitsupply — о первом костюме, правильной цене и женской моде

Фокке де Йонг — о том, как бренду удается держать приемлемые цены

РБК
Для рывка: все о пользе и вреде пива Для рывка: все о пользе и вреде пива

Чего в пиве хорошего, а чего плохого, и вообще — вредно пиво в итоге или полезно

Популярная механика
Не ждать помощи от государства и смеяться раз в день: тактика выживания от Анастасии Татуловой Не ждать помощи от государства и смеяться раз в день: тактика выживания от Анастасии Татуловой

Как не поддаваться панике и продолжать бороться за свой бизнес?

Forbes
Следите за рукой Следите за рукой

Экс-президент Украины Петр Порошенко может стать премьер-министром

Огонёк
16 фильмов 2016 года, которые ты мог пропустить 16 фильмов 2016 года, которые ты мог пропустить

Вспоминаем фильмы, мимо которых ты мог пройти в не таком уж далеком 2016-м году

Maxim
Электромобили начала XX века: великое изобретение прошлого Электромобили начала XX века: великое изобретение прошлого

Новое – это хорошо забытое старое

Популярная механика
Как приготовить шампиньоны на мангале: лучшие рецепты грибного шашлыка Как приготовить шампиньоны на мангале: лучшие рецепты грибного шашлыка

Шампиньоны на мангале или гриле — одна из самых шикарных закусок

Playboy
Как я работаю курьером в карантин: рассказ нашей героини из Санкт-Петербурга Как я работаю курьером в карантин: рассказ нашей героини из Санкт-Петербурга

В чем особенности курьерской работы и страшно ли работать во время пандемии

Cosmopolitan
Как ты там, Марио? Как ты там, Марио?

Плохое может вдруг обернуться хорошим и – наоборот

Лиза
Арендатор vs арендодатель. Кто кому на самом деле должен? Арендатор vs арендодатель. Кто кому на самом деле должен?

Подробно рассматриваем 19 статью ФЗ №98 о роли арендодателя

VC.RU
Дефицит тестостерона помешал лейкоцитам справиться с меланомой Дефицит тестостерона помешал лейкоцитам справиться с меланомой

Это может объяснить повышенную распространенность меланомы у пожилых мужчин

N+1
Сильная женщина не терпит измен. Судьба Ани Лорак Сильная женщина не терпит измен. Судьба Ани Лорак

В личной жизни Ани Лорак не все так прекрасно, как в ее карьере

Cosmopolitan
Вредительское собрание Вредительское собрание

Шестиногие враги российской экономики

Огонёк
«В 90-е я бы носил малиновый пиджак». Правила потребления сооснователя Skillbox Дмитрия Крутова «В 90-е я бы носил малиновый пиджак». Правила потребления сооснователя Skillbox Дмитрия Крутова

Дмитрий Крутов рассказывает, как человека могут раздавить большие деньги

Forbes
«Сидеть на месте – не моё» «Сидеть на месте – не моё»

Наша героиня советует найти врача, который разгадает квест с вашим весом

Худеем правильно
«ОПГ Добрых дел»: как и зачем Евгений Хитьков и команда строят свою альтернативную реальность «ОПГ Добрых дел»: как и зачем Евгений Хитьков и команда строят свою альтернативную реальность

«Пить вино и не сдаваться» — лозунг «ОПГ Добрых дел»

Собака.ru
Безразличные матери. Как проработать детские травмы в зрелом возрасте Безразличные матери. Как проработать детские травмы в зрелом возрасте

Отрывок из книги «Безразличные матери. Исцеление от ран родительской нелюбви»

Forbes
«Главный принцип — не ломать себя». Давид Ян о том, какие привычки меняют качество нашей жизни «Главный принцип — не ломать себя». Давид Ян о том, какие привычки меняют качество нашей жизни

На фоне пандемии мы все резко задумались о своем здоровье и образе жизни

Forbes
Курс молодого самоизолированного бойца: оружие ближнего боя Курс молодого самоизолированного бойца: оружие ближнего боя

Продолжаем курс молодого самоизолированного бойца в домашних условиях

Популярная механика
«Крабовая барыня»: как Ксения Собчак решила потеснить зятя миллиардера Тимченко в добыче краба «Крабовая барыня»: как Ксения Собчак решила потеснить зятя миллиардера Тимченко в добыче краба

Ксения Собчак собирается построить крупнейшего игрока в добыче краба

Forbes
Открыть в приложении