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
Текущий момент Текущий момент

Недержание мочи – нарушение распространенное

Лиза
15 фигурантов и их судьбы 15 фигурантов и их судьбы

Каждый из них оказался навеки проклят за преступления против человечности

Дилетант
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
«Когда кому-то больно, он хочет быть услышанным» «Когда кому-то больно, он хочет быть услышанным»

Беседуем о правилах экологичного общения с психологом Марией Эриль

Psychologies
Татьяна Бурцева: В темной комнате включите свет! Как вывести из депрессии сотрудников на удаленке Татьяна Бурцева: В темной комнате включите свет! Как вывести из депрессии сотрудников на удаленке

Как спасать компанию, если сотрудники где-то в виртуальном пространстве?

СНОБ
Как избавиться от следов тонального крема на воротнике Как избавиться от следов тонального крема на воротнике

Парни имеют не меньше прав на макияж, чем девушки

GQ
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
Почему «Лучше звоните Солу» как минимум не хуже, чем «Во все тяжкие» Почему «Лучше звоните Солу» как минимум не хуже, чем «Во все тяжкие»

Приквел «Во все тяжкие» оказался историей даже более глубокой и драматичной

Esquire
Нехватка насекомых снизила успех размножения городских синиц Нехватка насекомых снизила успех размножения городских синиц

Городские синицы справляются с выведением потомства хуже лесных сородичей

N+1
Ты сможешь! Как вера в ребенка помогает вырастить его счастливым Ты сможешь! Как вера в ребенка помогает вырастить его счастливым

Отрывок из книги Дмитрия Чернышева: какие методики воспитания существовали

Forbes
Арктика гипотеза «метановой катастрофы» Арктика гипотеза «метановой катастрофы»

В Арктике происходят климатические изменения, влияющие на всю планету

Наука и жизнь
Опус магнум Опус магнум

Выставка «Иной взгляд: Портрет страны в объективе агентства Magnum»

Vogue
Полицейское государство, крепостное право: Дуров назвал семь причин не переезжать в США Полицейское государство, крепостное право: Дуров назвал семь причин не переезжать в США

Почему Павел Дуров не рекомендует переезжать в Кремниевую долину

Forbes
Как индустрии выживают в период пандемии: рестораны Как индустрии выживают в период пандемии: рестораны

Рестораторы и шеф-повара о том, как они справляются с кризисом

РБК
#инструктаж: как правильно питаться на карантине #инструктаж: как правильно питаться на карантине

Как перестать много есть и начать готовить дома полезные блюда

РБК
Пребывание на МКС странным образом влияет на микробиомы астронавтов Пребывание на МКС странным образом влияет на микробиомы астронавтов

Пребывание на МКС оставляет у космонавтов особый «микробный отпечаток»

Популярная механика
Без пятен и бледности: как носить «жидкие колготки» Без пятен и бледности: как носить «жидкие колготки»

Для тех, кто хочет «ножки как с обложки», придумали жидкие колготки

Cosmopolitan
Николай Каретников: Темы с вариациями Николай Каретников: Темы с вариациями

Фрагмент книги Николая Каретникова

СНОБ
10 трудностей, которые автомобилисты испытывают во время карантина 10 трудностей, которые автомобилисты испытывают во время карантина

Проблемы с пропусками, закрытые автосалоны и другие неприятности

РБК
Программа на восстановление Программа на восстановление

Как восстановить потерянный бьюти-баланс?

Здоровье
Древнейшая мелодия в мире: как звучит Хурритский гимн №6 Древнейшая мелодия в мире: как звучит Хурритский гимн №6

Хурритские песни – старейшие «нотные записи»

Популярная механика
Положение обязывает: брачный контракт, заключенный Куртом Воннегутом с его женой Джейн на время ее беременности Положение обязывает: брачный контракт, заключенный Куртом Воннегутом с его женой Джейн на время ее беременности

Курт Воннегут обязовался мыть полы, чтобы его беременная жена не ворчала

Esquire
Как хорошо выглядеть во время видеоконференций: 5 простых советов Как хорошо выглядеть во время видеоконференций: 5 простых советов

Совещания в Zoom новой реальностью. Как им соответствовать внешне?

Esquire
5 заданий по английскому для ваших детей, которые можно делать на смартфоне 5 заданий по английскому для ваших детей, которые можно делать на смартфоне

Задания на смартфоне, которые помогут вашему ребенку учить английский играючи

Psychologies
Что будет с астронавтами, если в космосе что-то пойдет не так? Что будет с астронавтами, если в космосе что-то пойдет не так?

Астронавтам ничего не угрожает, ведь люди Илона Маска все предусмотрели

GQ
Встречайте топ-10 отраслей, в которых заняты наиболее успешные люди Встречайте топ-10 отраслей, в которых заняты наиболее успешные люди

Можешь выбирать любую из этих отраслей — успех тебе почти обеспечен

Playboy
Современное оружие против атомных бомб Второй мировой: цифры и факты Современное оружие против атомных бомб Второй мировой: цифры и факты

Насколько велик разрушительный потенциал современного ядерного вооружения?

Популярная механика
Сбежала с акробатом: 7 громких секс-скандалов в королевских семьях разных стран Сбежала с акробатом: 7 громких секс-скандалов в королевских семьях разных стран

Скандалы в королевских семьях чаще всего связаны с любовными похождениями

Cosmopolitan
Кажется, я его не люблю... Кажется, я его не люблю...

Надо ли осуждать тех матерей, чьи чувства к детям «молчат»?

Лиза
Открыть в приложении