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
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!
Гладиатор из Освенцима Гладиатор из Освенцима

Саламо Арух — двухсоткратный чемпион Освенцима по боксу

Maxim
Как все запущено: 85 вещей, которые человечество сочло нужным послать в космос Как все запущено: 85 вещей, которые человечество сочло нужным послать в космос

Странные вещи, отправленные в космос

Esquire
Глава 1: Москва Глава 1: Москва

Ты говорил, город – сила. А здесь слабые все

Esquire
Лучшие бесплатные программы для проверки компьютера: тестируем компоненты Лучшие бесплатные программы для проверки компьютера: тестируем компоненты

Для тестирования комплектующих ПК есть большое количество специальных утилит

CHIP
Выход из самоизоляции: налаживаем режим дня Выход из самоизоляции: налаживаем режим дня

Что делать, чтобы появилась энергия структурировать свой день?

Psychologies
Вспоминая Канны: экспериментальные платья и веселые выходы на кинофестивалях 1966–1976 годов Вспоминая Канны: экспериментальные платья и веселые выходы на кинофестивалях 1966–1976 годов

Лучшие выходы на красные дорожки фестиваля разных лет

Esquire
13 недругов новичка: типичные ошибки начинающего водителя 13 недругов новичка: типичные ошибки начинающего водителя

Получение водительского удостоверения вовсе не сделает вас асом за рулем

Популярная механика
Не только Мэрилин Монро: еще шесть шикарных блондинок 1950-х Не только Мэрилин Монро: еще шесть шикарных блондинок 1950-х

Никогда еще ностальгия не была такой волнующей

Maxim
Дыра в ВВП: чем грозит экономике гибель малого бизнеса в России Дыра в ВВП: чем грозит экономике гибель малого бизнеса в России

Уже сейчас можно оценить последствия кризиса для малого бизнеса и экономики

Forbes
Алкогений: Анатолий Папанов Алкогений: Анатолий Папанов

Народный артист Папанов достоверно играл как мужика, так и интеллигента

Maxim
На свободу с чистой совестью: что знаки зодиака будут делать после карантина На свободу с чистой совестью: что знаки зодиака будут делать после карантина

Что мы будем делать, когда вырвемся на свободу

Cosmopolitan
«Я заперлась в туалете, и тут раздался звук топора» «Я заперлась в туалете, и тут раздался звук топора»

Боитесь подать на развод, потому что уверены — вы не заслуживаете ничего лучше?

Psychologies
Чтение выходного дня: новый роман лауреата Букера Джулиана Барнса о жизни Самуэля Поцци — гениального гинеколога и невыносимого бабника Чтение выходного дня: новый роман лауреата Букера Джулиана Барнса о жизни Самуэля Поцци — гениального гинеколога и невыносимого бабника

Фрагмент романа Джулиана Барнса «Портрет мужчины в красном»

Esquire
Своими руками: 10 эффективных скрабов, которые ты можешь сделать сама Своими руками: 10 эффективных скрабов, которые ты можешь сделать сама

Экологичные, экономичные и эффективные домашние маски

Cosmopolitan
«Матрешка» — это современный «День сурка». Рассказываем, чем хорош сериал «Матрешка» — это современный «День сурка». Рассказываем, чем хорош сериал

«Матрешка» рассказывает о 36-летней Наде, раз за разом переживающей свою смерть

Esquire
Стойте, полиция! Как женщине путешествовать по Ирану в одиночку Стойте, полиция! Как женщине путешествовать по Ирану в одиночку

Исторические места Древняя Персия, нефтяные месторождения и остров Киш

Forbes
Убивают ли двигатель топливные присадки? Убивают ли двигатель топливные присадки?

Каждый день на дороги выезжают миллионы машин

4x4 Club
Вся чешусь и падаю без сил: как твое тело реагирует на токсичные отношения Вся чешусь и падаю без сил: как твое тело реагирует на токсичные отношения

Токсичные отношения действуют не только на психику, но и на тело тоже

Cosmopolitan
Дать на лапу: 9 самых громких судебных процессов над животными Дать на лапу: 9 самых громких судебных процессов над животными

Петух, заключивший сделку с дьяволом, волк-оборотень, термиты-разрушители

Esquire
Пришел чужой штраф. Что с этим делать во время самоизоляции? Пришел чужой штраф. Что с этим делать во время самоизоляции?

Оспорить штраф за проданную машину или авто-двойник чаще всего можно онлайн

РБК
11 полезных применений пищевой соды в быту, о которых ты вряд ли догадывался 11 полезных применений пищевой соды в быту, о которых ты вряд ли догадывался

Порция простых лайфхаков с пищевой содой

Playboy
Мария Гурьева: Новая эра образования — какой она будет? Мария Гурьева: Новая эра образования — какой она будет?

Вынужденная изоляция, закрытые школы и университеты перевернули мир образования

СНОБ
Мир под их сапогом Мир под их сапогом

Как семейство Аньелли управляет миром

GQ
История освобождения танкера «Московский университет» от сомалийских пиратов, рассказанная участниками событий История освобождения танкера «Московский университет» от сомалийских пиратов, рассказанная участниками событий

Самая успешная операция в истории борьбы с сомалийским пиратством

Maxim
Откуда взялись автомобилистки, авиаторши и циклистки Откуда взялись автомобилистки, авиаторши и циклистки

Отрывок из книги Ирины Фуфаевой о значимости феминитивов

СНОБ
Голодные шмели покусали растения и заставили их цвести раньше срока Голодные шмели покусали растения и заставили их цвести раньше срока

Шмелиные проколы оказались полезными для растений

N+1
Медицинские мифы и заблуждения, в которые верят даже врачи Медицинские мифы и заблуждения, в которые верят даже врачи

К сожалению, некоторые доктора частенько демонстрируют невежество

Популярная механика
Герой без маски Герой без маски

Карантинную историю с актером Леонидом Бичевиным мы сняли в режиме самоизоляции

OK!
Открыть в приложении