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
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
Игра в догонялки Игра в догонялки

Новый кроссовер Haval почти догнал своих именитых конкурентов

АвтоМир
6 президентов, снявшихся в рекламе 6 президентов, снявшихся в рекламе

Главный смысл рекламы — не обещать ничего конкретного, но при этом обещать всё

Maxim
Турецкий марш Турецкий марш

Военная мощь Турции неожиданно оказалась предметом большого интереса

Популярная механика
12 лучших музыкальных фильмов 12 лучших музыкальных фильмов

В свое время они повлияли на киноиндустрию, а теперь повлияют на вас.

GQ
Билет на свободу. Как выживает и на что рассчитывает турбизнес в эпоху пандемии Билет на свободу. Как выживает и на что рассчитывает турбизнес в эпоху пандемии

Что сейчас происходит в турсфере, что ждет её (и нас) в обозримом будущем

Forbes
Топ-5 комичных ситуаций, произошедших на хоккейных матчах Топ-5 комичных ситуаций, произошедших на хоккейных матчах

Надевай шлем, коньки и наслаждайся невероятными историями с видеоповторами

Maxim
Яблоко раздора, или Почему растет живот Яблоко раздора, или Почему растет живот

Как все-таки избавиться от лишних килограммов в области талии?

Psychologies
Сюжетные дыры и вопиющие ляпы всех-всех фильмов Marvel Сюжетные дыры и вопиющие ляпы всех-всех фильмов Marvel

Ошибки в фильмах дают повод пересмотреть их еще раз

Maxim
Мир после пандемии: что ждет книжную индустрию Мир после пандемии: что ждет книжную индустрию

С какими проблемами столкнулись издательства и что будет после пандемии

СНОБ
Концерт по заявкам Концерт по заявкам

Склад в закоулках Милана превратился в жилое пространство с концертной площадкой

AD
Почему «Фаустпатрон» так и не стал супероружием Почему «Фаустпатрон» так и не стал супероружием

Хороший пиар — дороже правды

Maxim
7 новых турецких сериалов, от которых невозможно оторваться 7 новых турецких сериалов, от которых невозможно оторваться

Турецкие сериалы с захватывающим сюжетом

Cosmopolitan
Режиссер Пол Фиг: о магии визуального искусства в кино, патриархальном Голливуде и героических женщинах Режиссер Пол Фиг: о магии визуального искусства в кино, патриархальном Голливуде и героических женщинах

Эссе режиссера Пола Фига — о радости вызывать смех без помощи диалогов

Playboy
Почему нельзя пользоваться «бомбочками» для ванны и чистить уши палочками? Почему нельзя пользоваться «бомбочками» для ванны и чистить уши палочками?

«Безобидные» гигиенических привычки, которые нам вредят

Cosmopolitan
«Кодекс общежития»: как основатели Skyeng не сломались на старте «Кодекс общежития»: как основатели Skyeng не сломались на старте

Компания Skyeng смогла преодолеть несколько кризисов и не развалиться

Forbes
6 роскошных домов, которыми владеют миллиардеры 6 роскошных домов, которыми владеют миллиардеры

В этих домах есть все – от храмов до вертолетных площадок

GQ
Вирус герпеса вызвал симптомы болезни Альцгеймера у трехмерной модели мозга Вирус герпеса вызвал симптомы болезни Альцгеймера у трехмерной модели мозга

Инфицированные клетки гибнут, сливаются друг с другом и вызывают воспаление

N+1
«Я заработал 173%»: как инвесторы смогли получить прибыль от отрицательных цен на нефть «Я заработал 173%»: как инвесторы смогли получить прибыль от отрицательных цен на нефть

Кто и как смог заработать на рекордном падении нефтяных цен

Forbes
Мечтая о путешествиях: 5 захватывающих фильмов о жажде приключений Мечтая о путешествиях: 5 захватывающих фильмов о жажде приключений

Подборка из пяти фильмов о невероятных путешествиях

Cosmopolitan
Господин Плохие новости: как жил и работал Олден Уитмен, который десятилетиями писал некрологи для The New York Times Господин Плохие новости: как жил и работал Олден Уитмен, который десятилетиями писал некрологи для The New York Times

Каким был мастер составления некрологов Олден Уитмен?

Esquire
5 не самых очевидных китайских фильмов, которые стоит посмотреть 5 не самых очевидных китайских фильмов, которые стоит посмотреть

Не все фильмы Поднебесной строятся исключительно на кунг-фу

Maxim
Биоразлагаемая смазка для Севера Биоразлагаемая смазка для Севера

Создание биоразлагаемых материалов — важный шаг для экологии

Наука и жизнь
А дома лучше? А дома лучше?

Вынужденный режим самоизоляции изменил в нашей жизни многое

Grazia
Как покраситься дома: 7 правил от профессиональных стилистов Как покраситься дома: 7 правил от профессиональных стилистов

Покрасить волосы дома не так сложно, как тебе кажется

Cosmopolitan
«Простая человеческая слабость может сделать больше, чем идеальный имидж» «Простая человеческая слабость может сделать больше, чем идеальный имидж»

Почему возможность показать свою уязвимость — путь сильных и успешных людей

Psychologies
9 самых злых роботов кинематографа 9 самых злых роботов кинематографа

Роботы в кино — это настоящее воплощение зла

Популярная механика
Как создавалась империя Alibaba Как создавалась империя Alibaba

Вспоминаем, как Джек Ма создавал ретейл-гиганта Alibaba Group

GQ
Как пропадают из нашей жизни целые явления Как пропадают из нашей жизни целые явления

Как из жизни пропадают целые явления, а мы этого даже не замечаем

GQ
Открыть в приложении