10 a fizikai jelenségek a konyhában fizikatanításban (és a gyermekekkel), Popular Mechanics magazin
1. Diffusion. Ez a jelenség a konyhában szembe kell néznünk folyamatosan. Az elnevezés a latin diffusio - interakció, diszperziós, terjesztése. Ez a folyamat a kölcsönös penetráció a molekulák vagy atomok a két szomszédos anyagok. A diffúzió sebessége arányos a keresztmetszete a test (kötet) a koncentráció különbség, a hőmérséklet a kevert anyagok. Ha van különbség a hőmérséklet, akkor beállítja a terjedési iránya (gradiens) - a meleg a hideg. Az eredmény egy spontán összehangolása a molekulák koncentrációja vagy atomok.
Ez a jelenség látható a konyhában szaporítására szagokat. Mivel a gázok diffúziója, ül a másik szobában, akkor érti, hogy mi készül. Mint ismeretes, a földgáz nincs szaga és az adalékanyagot keverünk hozzá, hogy könnyebb észlelni a gázszivárgást. Sharp kellemetlen szag hozzáad egy odorant, mint például etil-merkaptán. Ha első égő nem világít, akkor érezzük a furcsa szaga, hogy a gyerekkori tudjuk, mint a szaga főzés gáz.
És ha dobja forrásban lévő szemek tea vagy zsák és nem mozdult, akkor láthatjuk, hogy a tea infúzió oszlik térfogatban tiszta vízzel. Ezt a diffúziós folyadékok. Egy példa a diffúzió a szilárd sózás lehet paradicsom, uborka, káposzta, vagy gombák. Sókristályok vízben oldódni Na és Cl ionok, amelyek véletlenszerűen mozgó behatolnak közötti anyagok molekulái álló zöldség vagy gombák.
2. Állítsa be a halmazállapotban. Kevés már észrevette, hogy egy pohár vizet hátrahagyott néhány nap múlva, hogy elpárologjon az ugyanazon a részén vízben szobahőmérsékleten, mint a forrásban lévő 1-2 percig. A fagyasztás élelmiszer vagy víz jégkockákat a hűtőben, nem hisszük, hogy ez hogyan történik. Eközben a legtöbb hétköznapi konyha és gyakori jelenség könnyen magyarázható. A folyadék egy köztes állapot között szilárd anyagok és gázok. Hőmérsékleteken eltérő fagyasztás vagy forrásban lévő, a vonzóerő a molekulák közötti a folyékony nem olyan erős vagy gyenge, mint a szilárd anyagok és gázok. Ezért, például, csak a fogadó energia (a nap, szobahőmérséklet levegő molekulák) a folyadék molekulák a kitett felületen mozognak a gázfázisban a folyadék felszíne feletti létrehozása gőznyomás. A párolgási sebesség növekszik a terület a folyadék felületi hőmérséklet növekszik, csökkentve a külső nyomás. Ha a hőmérséklet emelkedik, a gőznyomás a folyadék eléri a külső nyomás. A hőmérséklet, amelynél ez előfordul az úgynevezett forráspontja. A forráspont csökken azáltal, hogy csökkenti a külső nyomás. Ezért a víz forrni kezd, gyorsabban a hegyvidéki területeken.
3. abszorpciós és adszorpciós. Ez a két szinte elválaszthatatlan jelenségek, ismert a latin sorbeo (elnyelik) megfigyelt, például úgy, hogy a víz melegítésére a kannában vagy pot. A gáz nem kémiailag ható a folyadék, lehet, mégis, felszívódik az általa, vele kapcsolatba. Ezt a jelenséget nevezik felszívódását. Amikor abszorpciós gáz finomszemcsés szilárd vagy porózus testek legtöbbjük sűrűn felhalmozódott és a felületen marad a pórusok vagy gabona és nem oszlik el a teljes mennyiség. Ebben az esetben az eljárás az adszorpció. Ezek a jelenségek figyelhetők meg forró vízben - a falak a serpenyőben vagy vízforraló hevítve elválasztjuk buborékok. Air kivont víz, tartalmaz 63% nitrogént és 36% oxigént. Általában a levegő tartalmaz 78% nitrogént és 21% oxigént.
Konyhasó egy fedetlen edénybe nedvessé válhat miatt higroszkópos tulajdonságai - a felszívódását a levegő gőz. A szóda viselkedik, mint egy adszorbens amikor tegye a hűtőbe a szagok eltávolítására.
4. Az megnyilvánulása a törvény Arkhimédész. Felkészülés főzni a csirke, akkor töltse ki a serpenyőben vízzel körülbelül fél vagy ¾, méretétől függően a csirke. Merítik a tetemet egy kanna vizet, azt látjuk, hogy a csirke súlya vízben jelentősen csökken, és a víz emelkedik a széleit a serpenyőbe.
Ez a jelenség annak köszönhető, hogy a felhajtóerő vagy Arkhimédész törvénye. Ebben az esetben, a test egy folyadékba mártjuk, a felhajtóerő hat egyenlő tömegű folyékony a bemerült tömege a test. Ez az erő az úgynevezett Arkhimédész hatályba, mivel a törvény maga magyarázza ezt a jelenséget.
5. A felületi feszültség. Sokan emlékeznek a kísérleteket folyékony film, amelyről kimutatták, a tanulságokat a fizika az iskolában. Egy kis drótváz az egyik mozgatható oldal mártott szappanos vízben, majd kihúzva. felületi feszültség erők a kialakított film a kerületét a felvetett alsó rész mozgatható keret. Annak érdekében, hogy a még mindig, az ő bob felfüggeszthető az ismétlés a tapasztalat. Ez a jelenség figyelhető meg egy tésztaszűrő - használat után a furat alján az edény víz. Ugyanez a jelenség figyelhető meg mosás után villa - a belső felületen közötti egyes fogaknál is van egy szalag a víz.
folyadék fizika magyarázza ezt a jelenséget az alábbiak szerint: a folyadék molekulák olyan közel vannak egymáshoz, hogy az erő a vonzás közöttük létre egy felületi feszültséget a szabad felszíne sík. Ha az erő a vonzás a molekulák a folyékony film a víz gyengébb, mint az erő a vonzás, hogy a felület a szűrő, a vízfilm van törve. felületi feszültség is nyilvánvalóvá, amikor öntsük egy serpenyőbe vízzel árpa és a borsó, bab, vagy adjunk hozzá forduló szemes bors. Néhány szem marad a víz felszínén, míg a legtöbb súlya alatt elsüllyed az aljára. Ha egy enyhe nyomást ujjheggyel vagy egy kanállal a lebegő szemcsék, akkor erejét legyőzze a felületi feszültség a víz és lesüllyed az aljára.
6. nedvesítő és terjedését. A kályha egy zsírsav film kiömlött folyadékot képezhetnek kis foltok, és az asztalon - egy pocsolya. A lényeg az, hogy a folyadék molekulák az első esetben erősen vonzza egymáshoz, mint a tábla felülete, ahol nem nedvesíthető vízzel adipóz film, és egy tiszta padon vonzereje vízmolekulák a molekulák az asztal felülete nagyobb, mint a vonzás között a vízmolekulák magukat. Ennek eredményeként, a pocsolya terjed.
Ez a jelenség is kapcsolódik a fizika az folyadékok, és mivel a felületi feszültség. Mint ismeretes, buborék, vagy folyadékcseppek gömb alakja következtében a felületi feszültség erők. A folyadékcsepp molekulák vonzzák egymást erősebben, mint a gázmolekulák, és általában csökken a folyékony, csökkentve annak felülete. De ha van egy szilárd nedvesített felület, része a cseppecske érintkező feszített rajta, mert szilárdtest molekulák vonz a folyadék molekulák, és ez az erő meghaladja a vonzóerő molekulái között a folyadék. A nedvesítési foka és elterjedésének egy szilárd felületen függ amely erő nagyobb, mint - az erő a vonzás a molekulák a folyékony és szilárd molekulák között, vagy egy vonzóerő a molekulák a folyadék.
Ez a fizikai jelenség 1938 óta széles körben használják az iparban, a fogyasztási cikkek gyártása, mint a laboratóriumi DuPont állítottuk elő az anyag teflon (politetrafluoretilén). A termék tulajdonságai nem csak gyártásához használt edény teflon bevonattal, hanem a gyártás vízálló, víztaszító bevonatok szövetek és ruhák és lábbelik. Teflon van jelölve a „Guinness Rekordok Könyvébe”, mint a legtöbb csúszós anyag a világon. Ez egy nagyon alacsony felületi feszültség, és adhézió (tapadás), nem nedvesíti vagy vízzel vagy zsírokat, vagy számos szerves oldószerben.
7. hővezető. Az egyik leggyakoribb jelenség a konyhában, amit lehet megfigyelni - a fűtési víz az üstben vagy serpenyőben. Hővezető képesség - a hőátadás révén a részecskék mozgását, ha van különbség (gradiens) a hőmérséklet. Típusok között hővezetés és a konvekció ott. Abban az esetben, azonos anyagok folyadékokban hővezető kevesebb, mint a szilárd anyagokat, és még összehasonlítva gázokkal. A hővezető gázok és fémek a hőmérséklettel növekszik, és a folyadékok - csökken. Konvekciós szembe kell néznünk minden alkalommal, ha kanállal keverje leves vagy tea, vagy nyissa ki az ablakot, vagy kapcsolja be szellőző szellőztetni a konyhában. Konvekció - a latin convectiō (transzfer) - típusú hő, amikor a belső energiája a gáz vagy folyadék fúvókákkal és továbbított jelfolyamok. Különbséget tenni a természeti konvekció és kényszerített. Az első esetben, a folyadék vagy a levegő rétegek maguk összekeverünk melegítés vagy hűtés. A második esetben - van mechanikai keverés egy folyadék - egy kanál, egy ventilátort, vagy más módon.
8. Az elektromágneses sugárzás. Mikrohullámú néha mikrohullámú sütő vagy mikrohullámú sütőben. A fő eleme az egyes mikrohullámú - magnetron, amely átalakítja az elektromos energiát mikrohullámú elektromágneses sugárzás a frekvencia legfeljebb 2,45 gigahertzes (GHz). A sugárzás felmelegíti az ételt, kölcsönhatásban a molekulái. A termékek egy dipólus tartalmazó molekulák átellenes részei annak pozitív és negatív elektromos töltések. Ez egy olyan molekula, a zsír, a cukor, de a legtöbb a dipólus molekulák a vízben, amely megtalálható a szinte bármely termék. Mikrohullámú tér folyamatosan változik az iránya, ez okozza a magas frekvenciájú rezgésbe molekulák mentén sorakoznak a sorokat úgy, hogy minden pozitív töltésű molekulák „look” az egyik irányba, majd a másik irányba. Van egy molekuláris súrlódás energia szabadul fel, amely felmelegíti az ételt.
Ugyanez az elv működik, és modern indukciós főzőlap. Melegítésével üvegkerámia panel (semleges elektromágneses rezgések) a lemez egy indukciós tekercset, amelyen keresztül folyik az elektromos áram frekvenciája 20-60 kHz, ami egy változó mágneses teret indukál örvényáramok egy vékony réteg (bőrréteg) az alsó fém eszközök. Mivel az elektromos ellenállás fűti edények. Ezek az áramok nem veszélyesebb, mint egy piros-meleg ételek a hagyományos lemezek. Edények kell lennie acél vagy öntöttvas rendelkező ferromágneses tulajdonságú (vonzza a mágnes).
10. fénytörés. A beesési szög egyenlő visszaverődési szöge, és szaporítása természetes fény vagy fény lámpák magyarázható kettős, hullám-természet: egyrészt - ez az elektromágneses hullám, és a többi - a részecske fotonokat, hogy mozog a lehető legnagyobb sebességgel az univerzumban. A konyhában meg lehet nézni ezt az optikai jelenség, mint a fénytörés. Például, ha a konyhaasztalon egyértelmű váza virág, a szár a vízbe, mert eltolódott határán a víz felszínén képest a folytatása folyékony. Az a tény, hogy a víz, mint egy lencse megtöri a fénysugarak a szárak egy vázában. Az ilyen figyelhető, és egy átlátszó üveg tea, ami csökkentette a kanalat. Az is lehetséges, hogy egy torz és nagyított képet babot vagy gabonafélék alján egy mély serpenyőben tiszta vízzel.