厨房里有趣的物理现象

厨房里有趣的物理现象

孝感市孝南区闵集中学李成

指导老师：董波

俗话说“民以食为天”，而食物往往来自于厨房。在小小的厨房里，只要你够细心，就会发现许多有趣的物理现象。

1、开水不响，响水不开。

解释原因：原因之一：气泡的产生过程对响声大小的影响。水中溶有少量空气，容器壁的表面小空穴中也吸附着空气，这些小气泡起气化核的作用。水对空气的溶解度及器壁对空气的吸附量随温度的升高而减少。当水被加热时，气泡首先在容器壁上生成。气泡生成之后，气泡内部的容器壁部分实际上是处于“干烧”状态，而气泡边缘与干烧部分之间处于激烈的汽化过程。由于水继续被加热，这个过程中不断地向小气泡内蒸发水蒸汽，使泡内的压强不断增大，结果使气泡的体积不断膨胀，气泡所受的浮力也随之增大。当气泡所受的浮力大到一定程度时，便离开器壁开始上浮，整个过程的声音就象往烧红的铁上倒水一样，试想一下：无数个这样的剧烈汽化响声汇合在一起会产生什么样的声音？响声是由于气泡的产生而出现的，更重要的是：沸腾后，气泡会迅速上浮，这种剧烈汽化过程的时间要比沸腾前要短，响声自然就小了。原因之二：气泡上浮过程中的变化对响声大小的影响。在沸腾前，容器里各水层的温度不同，容器壁附近水层的温度较高，水面附近的温度较低。气泡在上升过程中不仅泡内空气压强随水温的降低而降低，泡内有一部分水蒸汽凝结成饱和蒸汽，压强也在减小，而外界压强基本不变，此时，泡外压强大于泡内压强，于是，上浮的气泡在上升过程中体积将缩小。在继续加热的过程中，气泡产生得越来越多，膨胀也越来越大，但当气泡上升到温度较低的地方时，气泡中的水蒸气又要凝结成水，体积又逐渐地减小。那么在这样的过程中，随着温度的升高，气泡的体积一会儿膨胀一会儿缩小，又不断的上浮，在水的中、上部会产生一种振动，当水温接近沸点时，有大量的气泡涌现，接连不断地上升，并迅速地由大变小，使水剧烈振荡，产生较大的响声。在水的温度达到沸腾的温度时，由于对流和气泡不断地将热能带至中、上层，使整个容器的水温趋于一致。水的内部急剧汽化，气泡内水蒸气达到饱和，密度大、气压高，在上升过程中其体积不仅不会缩小，而且还继续增大。这时气泡所受的浮力也在它上升过程中增大，气泡就由底部一直上升到表面而破裂，放出水蒸气和空气。由于此时气泡上升至水面破裂，对水的振荡减弱，响声自然也就小了。

2、水烧开后，一般的热水壶会把壶盖顶起来，而电热水壶则会自动鸣叫。

解释原因：把壶盖顶起，是水烧开后产生大量水蒸气对壶盖做功的结果；自动鸣叫，则是壶内气压增大到一定程度冲击壶盖内的弹簧片使其振动发出声音造成的。

3、在冬天常常看到这样的情况：一瓶开水，倒一部分出来后，再盖上软木塞，发现软木塞会跳起来；给热水瓶注开水，如果水只注了一半，盖上软木塞，过两三天时间想再使用瓶中的水，发现软木塞很难拔出来。

解释原因：原来开水没有装满时，瓶子中有一部分空气，它们受热膨胀，气压增大，当瓶内气压大于瓶外气压时，气体对外功，瓶塞就会跳起；瓶塞很难拔出则相反，瓶内热空气温度降低，压强减小，热空气中一部分水蒸气液化成水后使瓶内气压再次减小，当瓶内气压比瓶外气压小得多时，瓶塞就很难拔出。

4、电饭锅煮干饭会“跳闸”，煮稀饭则不会“跳闸”。

解释原因：电饭煲何时“跳闸”是受温度控制的。电饭煲里有一个温控开关，是用感温磁钢制成的，可以随着温度变化来开合。当温度不超过100℃时，感温磁钢仍有磁性，使电源开关处于“通”的状态；当温度升至103℃时，磁性迅速下降，加热器的电路就被断开，跳到保温状态。干饭煮熟后，煲内没有水，温度便会超过100℃而“跳闸”；而煲内要是煮稀饭，最高温度只能达到100℃，超不过这个温度而一直煮下去。因为水沸腾时，即使继续吸收热量，本身温度也不再升高。

5、水缸“漏水”，壶冒“白气”。

解释原因：水缸并不是真的“漏水”，而是因为水的温度较低，空气中的水蒸气接触水缸壁，就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。如果水缸壁大量“漏水”，说明空气中水蒸气含量较高，湿度较大，这正是下雨的前兆；而壶嘴冒“白气”则是壶嘴喷出来的热的水蒸气遇冷液化形成的雾状小水滴。

6、往保温瓶里倒开水时，听声音就能辨别开水灌了多少。

解释原因：倒水时，由于水量增多，空气柱的长度减小，振动频率增大，音调升高。根据音调的高低，我们就能够知道水大致灌了多少。

7、不到厨房，远远就能闻到是什么饭菜的香味。

解释原因：分子在不断地做无规则的运动。当“饭菜分子”运动到我们的鼻子附近时，我们就能闻到它的香味了。

8、汤圆生的时候在锅底，煮熟后会自动浮起来。

解释原因：生的汤圆因为重力大于其浮力而沉入锅底，煮熟后，里面的气体受热膨胀使汤圆变大，这时浮力大于其重力，所以会自动浮起来。

9、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿，容易剥壳，而刚拿出时不烫手，过一会却又很烫手。

解释原因：放入冷水中时，滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷收缩，但它们收缩的程度不一样，从而使两者脱离；刚拿出时蛋壳上有一层水，水蒸发吸热，所以感觉不烫手，当水蒸发完后就又比较烫手了。

10、油炸食物时，溅入水滴会听到“叭、叭”的响声，并溅出油来。

解释原因：水的沸点比油低，而密度又比油大。溅到油中的水滴沉到油底迅速升温并沸腾，产生的气泡上升到油面后破裂而发出响声。

11、腌菜往往要半月才会变咸，而炒菜时加盐几分钟就变咸了。

解释原因：温度越高，分子的热运动越快。

12、长期堆煤的墙角处，若用小刀从墙上刮去一薄层，可看见里面呈黑色。

解释原因：分子在永不停息地做无规则的运动，在长期堆煤的墙角处，由于煤分子扩散到墙内，所以刮去一层，仍可看到里面呈黑色。

13、用砂锅煮鱼或烧汤时，当汤水沸腾后从炉子上拿下来，则汤水仍会继续沸腾一段时间，而用铁锅却没有这种现象。

解释原因：砂锅是陶土烧制成的，其比热比金属大得多，而传热能力则比金属

差得多。当砂锅在炉子上加热时，锅外层的温度大大超过100℃，内层温度略高于100℃。此时，锅吸收了很多热量，储存了很多内能。将砂锅从炉子上拿下来后，远高于100℃的锅的外层就继续向内层传递热量，使锅内的汤水仍达到100℃而能继续沸腾一段时间，而铁锅就不会出现这种现象。

14、磨菜刀时边磨边浇水。

解释原因：菜刀与磨刀石摩擦做功使刀的内能增加，温度升高，刀口硬度变小，容易磨卷；浇水是利用热传递使菜刀内能减小，温度降低。