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文檔簡(jiǎn)介
生活中的物理
“開水不響,響水不開”?
江蘇省泰興市宣堡鎮(zhèn)中心初中劉樹榮
生活中大家可能都有這樣的體會(huì):燒開水時(shí),水開前響聲較水開
后響。為什么“開水不響,響水不開”呢?注意觀察一下就會(huì)發(fā)現(xiàn):
水中沒有出現(xiàn)氣泡時(shí),是聽不到響聲的,而氣泡的產(chǎn)生就會(huì)伴隨著響
聲的出現(xiàn)。由此可見,燒開水時(shí)發(fā)出響聲與水中氣泡的產(chǎn)生是密不可
分的。要揭開“開水不響,響水不開”之謎就要從氣泡身上找原因。
原因之一:氣泡的產(chǎn)生過程對(duì)響聲大小的影響
水中溶有少量空氣,容器壁的表面小空穴中也吸附著空氣,這些
小氣泡起氣化核的作用。水對(duì)空氣的溶解度及器壁對(duì)空氣的吸附量隨
溫度的升高而減少。當(dāng)水被加熱時(shí),氣泡首先在容器壁上生成。氣泡
生成之后,氣泡內(nèi)部的容器壁部分實(shí)際上是處于“干燒”狀態(tài),而氣
泡邊緣與干燒部分之間處于激烈的汽化過程。由于水繼續(xù)被加熱,這
個(gè)過程中不斷地向小氣泡內(nèi)蒸發(fā)水蒸汽,使泡內(nèi)的壓強(qiáng)不斷增大,結(jié)
果使氣泡的體積不斷膨脹,氣泡所受的浮力也隨之增大。當(dāng)氣泡所受
的浮力大到一定程度時(shí),便離開器壁開始上浮,整個(gè)過程的聲音就象
往燒紅的鐵上倒水一樣,試想一下:無(wú)數(shù)個(gè)這樣的劇烈汽化響聲匯合
在一起會(huì)產(chǎn)生什么樣的聲音?
響聲是由于氣泡的產(chǎn)生而出現(xiàn)的,更重要的是:沸騰后,氣泡會(huì)
迅速上浮,這種劇烈汽化過程的時(shí)間要比沸騰前要短,響聲自然就小
To
原因之二:氣泡上浮過程中的變化對(duì)響聲大小的影響
在沸騰前,容器里各水層的溫度不同,容器壁附近水層的溫度較
高,水面附近的溫度較低。氣泡在上升過程中不僅泡內(nèi)空氣壓強(qiáng)隨水
溫的降低而降低,泡內(nèi)有一部分水蒸汽凝結(jié)成飽和蒸汽,壓強(qiáng)也在減
小,而外界壓強(qiáng)基本不變,此時(shí),泡外壓強(qiáng)大于內(nèi)壓強(qiáng),于是,上浮
的氣泡在上升過程中體積將縮小。在繼續(xù)加熱的過程中,氣泡產(chǎn)生和
膨脹就越來(lái)越多,越來(lái)越大,但當(dāng)氣泡上升到溫度較低的地方時(shí),氣
泡中的水蒸氣又要凝結(jié)成水,體積又逐漸地減小。那么在這樣的過程
中,隨著溫度的升高,氣泡的體積一會(huì)兒膨脹一會(huì)兒縮小,又不斷的
上浮,在水的中、上部會(huì)產(chǎn)生一種振動(dòng),當(dāng)水溫接近沸點(diǎn)時(shí)一,有大量
的氣泡涌現(xiàn),接連不斷地上升,并迅速地由大變小,使水劇烈振蕩,
產(chǎn)生較大的響聲。
在水的溫度達(dá)到沸騰的溫度時(shí),由于對(duì)流和氣泡不斷地將熱能帶
至中、上層,使整個(gè)容器的水溫趨于一致。水的內(nèi)部急劇汽化,氣泡
內(nèi)水蒸氣達(dá)到飽和,密度大氣壓高,在上升過程中其體積不僅不會(huì)縮
小,而且還繼續(xù)增大。這時(shí)氣泡所受的浮力也在它上升過程中增大,
氣泡就由底部一直上升到表面而破裂,放出水蒸氣和空氣。由于此時(shí)
氣泡上升至水面破裂,對(duì)水的振蕩減弱,響聲自然也就小了。
由此可見,“開水不響,響水不開”是很有物理道理的。
冰使水開
孫學(xué)文
周末的科技晚會(huì)上,劉老師和小華的節(jié)目是“冰使水開”。這個(gè)
節(jié)目引起了大家極大的興趣。
劉老師先向燒瓶里裝了半瓶水,不加瓶塞,放在酒
精燈上加熱,直到瓶中的水上下翻滾,沸騰起來(lái)。緊接
著他拿掉酒精燈,用軟木塞把瓶口塞緊,并把燒瓶翻過
來(lái)底朝天,這時(shí)水已經(jīng)停止沸騰。然后,劉老師讓小華
把碎冰渣撒在朝天的燒瓶底上,這樣一來(lái),瓶?jī)?nèi)的水就
又重新沸騰起來(lái)了,如圖6—10??吹竭@兒,大家都感
到很意外,紛紛要求劉老師解釋這是為什么?
劉老師說(shuō),因?yàn)橐后w的沸點(diǎn)跟液面上的氣體壓強(qiáng)有關(guān)系。壓強(qiáng)增
大,沸點(diǎn)升高;壓強(qiáng)減小,沸點(diǎn)降低。當(dāng)把冰放在朝天的燒瓶底上時(shí),
瓶?jī)?nèi)上部的水汽遇冷液化成水,瓶?jī)?nèi)的氣壓降低。當(dāng)氣壓降低到一定
程度時(shí),水就會(huì)重新沸騰起來(lái)??梢娝闹匦路序v,是由于水面上氣
壓降低的緣故。
廚房中的物理知識(shí)
河北省冀州市北漳淮鄉(xiāng)北內(nèi)漳學(xué)校李同心
物理越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于們?nèi)粘5纳钌a(chǎn)中,人們生活也越來(lái)
越離不開物理,可以說(shuō)處處與物理打著交道,就拿與人們朝夕相處的
廚房來(lái)說(shuō)吧,其中就蘊(yùn)涵著豐富的物理知識(shí),現(xiàn)殞舉如下:
一、與電學(xué)知識(shí)有關(guān)的現(xiàn)象
1.電飯堡煮飯、電炒鍋煮菜、電水壺?zé)_水是利用電能轉(zhuǎn)化為
內(nèi)能,都是利用熱傳遞煮飯、煮菜、燒開水的。
2.排氣扇(抽油煙機(jī))利用電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,利用空氣對(duì)流
進(jìn)行空氣變換。
3.電飯煲、電炒鍋、電水壺的三腳插頭,插入三孔插座,防止
用電器漏電和觸電事故的發(fā)生。
4.微波爐加熱均勻,熱效率高,衛(wèi)生無(wú)污染。加熱原理是利用
電能轉(zhuǎn)化為電磁能,再將電磁能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
5.廚房中的電燈,利用電流的熱效應(yīng)工作,將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
和光能。
6.廚房的爐灶(蜂窩煤灶,液化氣灶,煤灶,柴灶)是將化學(xué)
能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,即燃料燃燒放出熱量。
二、與力學(xué)知識(shí)有關(guān)的現(xiàn)象
1.電水壺的壺嘴與壺肚構(gòu)成連通器,水面總是相平的。
2.菜刀的刀刃薄是為了減小受力面積,增大壓強(qiáng)。
3.菜刀的刀刃有油,為的是在切菜時(shí),使接觸面光滑,減小摩
擦。
4.菜刀柄、鍋鏟柄、電水壺把手有凸凹花紋,使接觸面粗糙,
增大摩擦。
5.火鏟送煤時(shí),是利用煤的慣性將煤送入火爐。
6.往保溫瓶里倒開水,根據(jù)聲音知水量高低。由于水量增多,
空氣柱的長(zhǎng)度減小,振動(dòng)頻率增大,音調(diào)升高。
7.磨菜刀時(shí)要不斷澆水,是因?yàn)椴说杜c石頭摩擦做功產(chǎn)生熱使
刀的內(nèi)能增加,溫度升高,刀口硬度變小,刀口不利;澆水是利用熱
傳遞使菜刀內(nèi)能減小,溫度降低,不會(huì)升至過高。
三、與熱學(xué)知識(shí)有關(guān)的現(xiàn)象
(-)與熱學(xué)中的熱膨脹和熱傳遞有關(guān)的現(xiàn)象
1.使用爐灶燒水或炒菜,要使鍋底放在火苗的外焰,不要讓鍋
底壓住火頭,可使鍋的溫度升高快,是因?yàn)榛鹈绲耐庋鏈囟雀摺?/p>
2.鍋鏟、湯勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄用木料制成,是因?yàn)槟?/p>
料是熱的不良導(dǎo)體,以便在烹任過程中不燙手。
3.爐灶上方安裝排風(fēng)扇,是為了加快空氣對(duì)流,使廚房油煙及
時(shí)排出去,避免污染空間。
4.滾燙的砂鍋放在濕地上易破裂。這是因?yàn)樯板伿菬岬牟涣紝?dǎo)
體,燙砂鍋放在濕地上時(shí),砂鍋外壁迅速放熱收縮而內(nèi)壁溫度降低慢,
砂鍋內(nèi)外收縮不均勻,容易破裂。
5.往保溫瓶灌開水時(shí),不灌滿能更好地保溫。因?yàn)槲垂酀M時(shí),
瓶口有一層空氣,是熱的不良導(dǎo)體,能更好地防止熱量散失。
7.冬季從保溫瓶里倒出一些開水,蓋緊瓶塞時(shí),常會(huì)看到瓶塞
馬上跳一下。這是因?yàn)殡S著開水倒出,進(jìn)入一些冷空氣,瓶塞塞緊后,
進(jìn)入的冷空氣受熱很快膨脹,壓強(qiáng)增大,從而推開瓶塞。
8.冬季剛出鍋的熱湯,看到湯面沒有熱氣,好像湯不燙,但喝
起來(lái)卻很燙,是因?yàn)闇嫔嫌幸粚佑妥璧K了湯內(nèi)熱量散失(水分蒸
發(fā))。
9.冬天或氣溫很低時(shí),往玻璃杯中倒入沸水,應(yīng)當(dāng)先用少量的
沸水預(yù)熱一下杯子,以防止玻璃杯內(nèi)外溫差過大,內(nèi)壁熱膨脹受到外
壁阻礙產(chǎn)生力,致使玻璃杯破裂。
10.煮熟后滾燙的雞蛋放入冷水中浸一會(huì)兒,容易剝殼。因?yàn)闈L
燙的雞蛋殼與蛋白遇冷會(huì)收縮,但它們收縮的程度不一樣,從而使兩
者脫離。
(二)與物體狀態(tài)變化有關(guān)的現(xiàn)象
1.液化氣是在常溫下用壓縮體積的方法使氣體液化再裝入鋼罐
中的;使用時(shí),通過減壓閥,液化氣的壓強(qiáng)降低,由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),
進(jìn)入灶中燃燒。
2.用焊錫的鐵壺?zé)?,壺?zé)粔?,若不裝水,把它放在火上一
會(huì)兒就燒壞了。這是因?yàn)樗姆悬c(diǎn)在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下是100℃,錫的
熔點(diǎn)是232℃,裝水燒時(shí),只要水不干,壺的溫度不會(huì)明顯超過100℃,
達(dá)不到錫的熔點(diǎn),更達(dá)不到鐵的熔點(diǎn),故壺?zé)粔摹H舨谎b水在火上
燒,不一會(huì)兒壺的溫度就會(huì)達(dá)到錫的熔點(diǎn),焊錫熔化,壺就燒壞了。
3.燒水或煮食物時(shí),噴出的水蒸氣比熱水、熱湯燙傷更嚴(yán)重。
因?yàn)樗魵庾兂赏瑴囟鹊臒崴?、熱湯時(shí)要放出大量的熱量(液化熱)。
4.用砂鍋煮食物,食物煮好后,讓砂鍋離開火爐,食物將在鍋
內(nèi)繼續(xù)沸騰一會(huì)兒。這是因?yàn)樯板侂x開火爐時(shí),砂鍋底的溫度高于
100℃,而鍋內(nèi)食物為100℃,離開火爐后,鍋內(nèi)食物能從鍋底吸收
熱量,繼續(xù)沸騰,直到鍋底的溫度降為100℃為止。
5.用高壓鍋煮食物熟得快些。主要是增大了鍋內(nèi)氣壓,提高了
水的沸點(diǎn),即提高了煮食物的溫度。
6.夏天自來(lái)水管壁大量“出汗”,常是下雨的征兆。自來(lái)水管“出
汗”并不是管內(nèi)的水滲漏,而是自來(lái)水管大都埋在地下,水的溫度較
低,空氣中的水蒸氣接觸水管,就會(huì)放出熱量液化成小水滴附在外壁
±o如果管壁大量“出汗”,說(shuō)明空氣中水蒸氣含量較高,濕度較大,
這正是下雨的前兆。
7.煮食物并不是火越旺越快。因?yàn)樗序v后溫度不變,即使再
加大火力,也不能提高水溫,結(jié)果只能加快水的汽化,使鍋內(nèi)水蒸發(fā)
變干,浪費(fèi)燃料。正確方法是用大火把鍋內(nèi)水燒開后,用小火保持水
沸騰就行了。
8.冬天水壺里的水燒開后,在離壺嘴一定距離才能看見“白氣”,
而緊靠壺嘴的地方看不見“白氣”。這是因?yàn)榫o靠壺嘴的地方溫度高,
壺嘴出來(lái)的水蒸氣不能液化,而距壺嘴一定距離的地方溫度低;壺嘴
出來(lái)的水蒸氣放熱液化成小水滴,即“白氣二
9.油炸食物時(shí),濺入水滴會(huì)聽到“叭、叭”的響聲,并濺出油
來(lái)。這是因?yàn)樗姆悬c(diǎn)比油低,水的密度比油大,濺到油中的水滴沉
到油底迅速升溫沸騰,產(chǎn)生的氣泡上升到油面破裂而發(fā)出響聲。
10.當(dāng)鍋燒得溫度較高時(shí),灑點(diǎn)水在鍋內(nèi),就發(fā)出“吱、吱”的
聲音,并冒出大量的“白氣”。這是因?yàn)樗妊杆倨笥忠夯?/p>
發(fā)出“吱、吱”的響聲。
11.當(dāng)湯煮沸要溢出鍋時(shí),迅速向鍋內(nèi)加冷水或揚(yáng)(舀)起湯,
可使湯的溫度降至沸點(diǎn)以下。加冷水,冷水溫度低于沸騰的湯的溫度,
混合后,冷水吸熱,湯放熱。把湯揚(yáng)起的過程中,由于空氣比湯溫度
低,湯放出熱,溫度降低,倒入鍋內(nèi)后,它又從沸湯中吸熱,使鍋中
湯溫度降低。
(三)與熱學(xué)中的分子熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)的現(xiàn)象
我們?cè)谌粘I睢⑸a(chǎn)中只要細(xì)心觀察身邊的物理現(xiàn)象,聯(lián)系到
我們學(xué)過的物理知識(shí),去分析和解釋這些現(xiàn)象,就能夠提高觀察、分
析及解決物理問題的能力。
物理作為一門大眾的學(xué)科,在生活中的應(yīng)用數(shù)不勝數(shù),廚房中的
物理知識(shí)應(yīng)用真可謂冰山一角,我們必須更加努力的學(xué)習(xí),積累物理
知識(shí),提高自己的科學(xué)技術(shù)水平,這樣才能使我們的生活變得更美好。
電冰箱的原理
想一想:
(液體化為氣體時(shí)要吸熱。反之,氣體化為液體時(shí)要放熱。電冰
箱要怎樣安排這兩種物態(tài)變化,才能達(dá)到制冷的目的呢?)
電冰箱是利用蒸發(fā)致冷或氣化吸熱的作用而達(dá)到制冷的目的。
電冰箱的喉管內(nèi),裝有一種商業(yè)上稱為氟利昂:freon,俗稱雪種
的致冷劑。常用的一種為二氟二氯甲烷(CCL2F2),是一種無(wú)色無(wú)臭無(wú)
毒的氣體,沸點(diǎn)為29℃。
氟利昂在氣體狀態(tài)時(shí),被壓縮器加壓,如圖下方所示。加壓后,
經(jīng)喉管流到電冰箱背部的冷凝器,借散熱片散熱(物質(zhì)被壓縮后,溫
度就會(huì)升高)后,冷凝而成液體。
液體的氟里昂進(jìn)入蒸發(fā)器的活門之后,由于脫離了壓縮器的壓
力,就立即化為蒸汽,同時(shí)向電冰箱內(nèi)的空氣和食物等吸取汽化潛熱
(latentheatofvaporization),引致冰箱內(nèi)部冷卻。
汽化后的氟里昂又被壓縮器壓回箱外的冷凝器散熱,再變?yōu)橐?/p>
體,如此循環(huán)不息,把冰箱內(nèi)的熱能泵到箱外。
“熱得快”的奧秘
“熱得快”是生活中常用的一種電加熱器,可以用來(lái)燒開水、熱
牛奶、煮咖啡等,快捷而方便。
“熱得快”的加熱螺圈通常是用一種較細(xì)的金屬管繞制成的,管
內(nèi)裝有電熱絲,然后灌入氧化鎂粉之類的絕緣材料,把電熱絲封裝固
定在管中間,使它不與管壁接觸。電熱絲的兩端再分別與電源線相接。
通電后,電流從電熱絲中流過,電熱絲便發(fā)熱。如果把“熱得快”浸
沒在液體中,熱量通過液體很快散發(fā)出來(lái),這樣使液體很快被加熱,
而且也不會(huì)燒壞電熱絲。如果讓“熱得快”在空氣中干燒,熱量不易
散發(fā),金屬外管會(huì)很快烤焦,甚至燒紅,管內(nèi)的電熱絲便會(huì)燒斷。所
以,使用時(shí)應(yīng)先將“熱得快”放入液體內(nèi),液體最少應(yīng)淹沒加熱螺圈
(手柄及電線不能浸入液體中),然后再接通電源。加熱完畢,也應(yīng)
先斷開電源,過一小會(huì),待“熱得快”溫度降低后,再?gòu)囊后w中拿出,
擦干收藏。
由于“熱得快”中的電熱絲是用銀鐵合金制成的細(xì)絲,一般較脆、
容易震斷。因此,“熱得快”不能劇烈震動(dòng),如果表面有水垢或附著
物,可用小毛刷輕輕刷掉,不要用硬物敲擊或用小刀刮削。“熱得快”
一旦斷絲便無(wú)法修復(fù),只有換新的了。
從高壓鍋說(shuō)起
茹自青
三百多年前,法國(guó)有個(gè)名叫丹尼斯?巴本的人,他是一個(gè)物理學(xué)
家,也是一個(gè)醫(yī)生,還是一個(gè)機(jī)械師。由于那時(shí)法國(guó)國(guó)王亨利四世對(duì)
新教徒的迫害,巴本不得已逃往國(guó)外。在跋山涉水的路途中,他發(fā)現(xiàn):
在高山上煮馬鈴薯時(shí)一,盡管鍋里的水嘩嘩地沸騰,馬鈴薯還是煮不軟。
在帕斯卡由實(shí)驗(yàn)證實(shí)的“高山上的大氣壓比海平面低”的啟示下,巴
本猜想:液體的沸點(diǎn)是否隨大氣壓的減小而降低呢?到了國(guó)外以后,
他便從事這方面的研究工作。終于用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了“液體的沸點(diǎn)隨大氣
壓強(qiáng)的減小而降低”的猜想。
巴本進(jìn)一步想,如果把問題倒過來(lái),用人工加壓的方法增大氣壓,
那么水的沸點(diǎn)不就會(huì)升高了嗎?1681年,巴本根據(jù)這個(gè)道理設(shè)計(jì)并
制成了世界上第一個(gè)高壓鍋,當(dāng)時(shí)人們把它叫做巴本鍋。巴本鍋有內(nèi)
外兩層,內(nèi)層里放要煮的食物,外層是密封的,鍋蓋更是經(jīng)過嚴(yán)格選
擇的,以此控制外層鍋里的氣壓。為了更加安全,鍋的外圍還特地加
上了金屬罩。
據(jù)說(shuō),巴本訪問英國(guó)時(shí)、在英國(guó)國(guó)王查爾斯二世的要求下,曾作
了一次表演,用巴本鍋煮肉,不僅省時(shí)間,而且就連堅(jiān)硬的骨頭,也
能煮得像奶酪一樣松軟。
當(dāng)前,我國(guó)市場(chǎng)上出售的壓力鍋,工作壓強(qiáng)約為1.3X105帕,
水的沸點(diǎn)是124℃。用它來(lái)炳飯比用普通鍋節(jié)約時(shí)間。在工廠里也要
用高壓鍋爐,有些熱電廠的中型鍋爐內(nèi),壓強(qiáng)高達(dá)40X105帕,水的
沸點(diǎn)為249C,用這樣的高溫高壓蒸汽推動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電。
在懂得了巴本鍋的道理以后,你能解釋下列兩則奇聞嗎?
一、當(dāng)倫敦泰晤士河下的過河隧道竣工時(shí)各界知名人士前
來(lái)參加通車典禮,在隧道里還舉行了慶祝酒會(huì),會(huì)上大家一致感到香
檳酒的氣不夠,味不濃??墒?,會(huì)后大家返回地面上時(shí),一個(gè)個(gè)嘴里
卻不住地打嗝,感到肚子脹。但是,當(dāng)他們重新回到地下時(shí)一,一切又
恢復(fù)了正常。試問,人們的肚子是否真的出了什么毛???
二、1971年6月30日,蘇聯(lián)宇宙飛船“聯(lián)合H號(hào)”由太空
返回地面時(shí),突然宇航員和地面指揮中心失去了通話聯(lián)系,幸虧飛船
上有自動(dòng)飛行控制設(shè)備,飛船才重新返回地面。意外的是三名宇航員
全部死亡。經(jīng)過對(duì)尸體的解剖化驗(yàn),確定宇航員死于“血液沸騰癥二
科學(xué)家又對(duì)飛船進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)密封艙壁上有漏氣處。由于艙內(nèi)空氣
在太空中迅速地泄漏,致使宇航員死于“血液沸騰癥”。為了更加保
險(xiǎn),從此以后,宇航員還得穿上“宇航服”,以免血液沸騰。試問飛
船漏氣以后,宇航員的血液為什么會(huì)沸騰?
熱鍋上的水滴
液體與氣體接觸的表面層,由于表面張力會(huì)出現(xiàn)表面收縮的趨
勢(shì);液體與固體接觸的附著層會(huì)出現(xiàn)浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)現(xiàn)象;由于表面層
和附著層的影響,在毛細(xì)管內(nèi)又會(huì)出現(xiàn)毛細(xì)觀象。這些現(xiàn)象在日常生
活中普遍存在。
先在鍋里滴兒滴水,看它是什么形狀?而后把鍋放在爐子上加
熱,可見到水滴汽化成蒸氣。繼續(xù)加熱鍋底,讓水滴全部汽化并加熱
鍋底至灼熱。再滴兒滴水珠到鍋底,會(huì)立即聽見嗤嗤聲,出現(xiàn)了水變
成水蒸氣的強(qiáng)烈汽化。請(qǐng)注意觀看:被蒸氣層托住的尚未被汽化的水
滴呈什么形狀?——呈扁球形,并在不停地跳躍。這說(shuō)明,液體在表
面張力作用下,表面積會(huì)盡可能的小
香脆的爆米花
“砰!”隨著一聲巨響,爆米花的香氣便飄散開來(lái)。爆米花個(gè)大
粒圓,酥脆芳香,是很受小朋友歡迎的一種膨體食品。大米經(jīng)過爆米
機(jī)一加工,體積陡然脹大好多倍,難怪人們風(fēng)趣地把爆米機(jī)稱作“糧
食擴(kuò)大器”哩!
那么,米粒是怎樣被擴(kuò)大的呢?
我們知道,密封在容器中的氣體,都有一個(gè)特別的脾氣:溫度增
高,壓強(qiáng)就增大。給爆米機(jī)加熱的時(shí)候,密封在罐里的空氣的壓強(qiáng)逐
漸增大;同時(shí),裝在里面的大米逐漸被加熱,貯存在米里的水分也逐
漸蒸發(fā)出來(lái),聚積在鐵罐內(nèi)。罐的溫度不斷升高,罐內(nèi)的氣壓越來(lái)越
大,這種高壓阻止米中水分繼續(xù)蒸發(fā),使殘存在米中的水分也逐漸升
溫升壓,一個(gè)個(gè)米粒象憋足了氣的小氣球,只因?yàn)槭艿焦迌?nèi)氣壓的約
束,它們才不能爆開。當(dāng)罐內(nèi)氣壓升高到2—3個(gè)大氣壓的時(shí)候(這
從氣壓表上可以看出),便停止加熱。這時(shí),爆米花的師傅拿一條長(zhǎng)
布袋套在爆米機(jī)的口上,然后打開蓋子。說(shuō)時(shí)遲,那時(shí)快,在一聲巨
響中,大米噴到布袋里了。高溫高壓的米粒突然進(jìn)入氣壓較低的環(huán)境
中,憋在米粒中的高溫高壓水分,失去了約束力,便急驟膨脹,使米
粒迅速脹大,變成了爆米花。
透過爆米花,使我們看到了“高溫高壓”的巨大力量。節(jié)日的焰
火、鞭炮,工地上的爆破,工廠里的蒸汽錘,大力士蒸汽火車頭……
它們那種有聲有色的表演,都是“高溫高壓”導(dǎo)演出來(lái)的。隨著科學(xué)
技術(shù)的發(fā)展,它已成為生產(chǎn)上的強(qiáng)大動(dòng)力。
雞蛋中的物理
貴州省福泉市黃絲中學(xué)吳林勇
物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。愛因斯坦說(shuō):“喜愛比
責(zé)任是更好的教師?!痹诮虒W(xué)中,有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際,
分析物理現(xiàn)象;利用身邊物品,進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn),都能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)
興趣,加深學(xué)生體會(huì)。在這里說(shuō)說(shuō)雞蛋中的物理知識(shí):
液體蒸發(fā)吸熱
實(shí)驗(yàn):把剛煮熟的雞蛋從鍋內(nèi)撈出,直接用手拿時(shí),雖然較燙,
但還可以忍受。過一會(huì)兒,當(dāng)?shù)皻ど系乃闪撕?,感到比剛撈上時(shí)更
燙了。
分析:因?yàn)閯倓倱粕蟻?lái)的蛋殼上附著一層水膜,開始時(shí),水膜蒸
發(fā)吸熱,使蛋殼的溫度下降,所以并不覺得很燙。經(jīng)過一段時(shí)間,水
膜蒸發(fā)完畢。由雞蛋內(nèi)部傳遞出的熱量使蛋殼的溫度重新升高,所以
感到更燙手。
熱脹冷縮的性質(zhì)
實(shí)驗(yàn):把煮熟撈起的蛋立刻浸入冷水中,待完全冷卻后,再撈起
剝落。
分析:首先,雞蛋剛浸入冷水中,蛋殼直接遇冷收縮,而蛋
白溫度下降不大,收縮也較小,這時(shí)主要表現(xiàn)為蛋殼在收縮。其次,
由于不同物質(zhì)熱脹冷縮性質(zhì)的差異性,當(dāng)整個(gè)蛋都完全冷卻時(shí),組織
疏松的蛋白收縮率比蛋殼大,收縮程度更明顯,造成蛋白蛋殼相互脫
離,剝蛋殼就更方便了。
驗(yàn)證大氣壓存在
實(shí)驗(yàn):選一只口徑略小于雞蛋的瓶子,在瓶底熱上一層沙子。先
點(diǎn)燃一團(tuán)酒精棉投入瓶?jī)?nèi),接著把一只去殼雞蛋的小頭端朝下堵住瓶
口。火焰熄滅后,蛋被瓶子緩緩“吞”入瓶肚中。
分析:酒精棉燃燒使瓶?jī)?nèi)氣體受熱膨脹,部分氣體被排出。當(dāng)?shù)?/p>
堵住瓶口,火焰熄滅后,瓶?jī)?nèi)氣體由于溫度下降,壓強(qiáng)變小,低于瓶
外的大氣壓。在大氣壓作用下,有一定彈性的雞蛋被壓入瓶?jī)?nèi)。
浮沉現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn):把一只去殼雞蛋,浸沒在一只裝有清水的大口徑玻璃杯中。
松開手后,發(fā)現(xiàn)雞蛋緩緩沉入杯底。撈出雞蛋往清水中加入食鹽,調(diào)
制成濃度較高的鹽溶液。再把雞蛋浸沒在鹽溶液中,松開手后,雞蛋
卻緩緩上浮。
分析:物體浮沉情況取決于所受的重力和浮力的大小關(guān)系。浸沒
在液體中的物體體積就是它所排開液體的體積,根據(jù)阿基米德原理可
知物體密度與液體密度的大小關(guān)系可以對(duì)應(yīng)表示重力與浮力的大小
關(guān)系。因?yàn)榈暗拿芏嚷晕⒈惹逅拿芏却螅?dāng)?shù)敖肭逅袝r(shí),所受
重力大于浮力,所以蛋將下沉。當(dāng)浸沒在鹽水中時(shí)一,由于鹽水密度比
蛋的密度大,所受的重力小于浮力,所以蛋將上浮。
慣性、摩擦阻力現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn):選用外形相似的生雞蛋、熟雞蛋各一只,放在水平桌面
上。用相同的力使它們?cè)谠幮D(zhuǎn)。能迅速旋轉(zhuǎn)的是熟雞蛋,緩慢旋
轉(zhuǎn)兒圈就停止的是生雞蛋。
分析:生雞蛋的殼內(nèi)是液狀的蛋清,外力作用在蛋殼上旋轉(zhuǎn)時(shí),
蛋清由于慣性,繼續(xù)保持靜止?fàn)顟B(tài),則它與蛋殼間存在摩擦阻力作用,
使整個(gè)蛋只能緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。而熟雞蛋內(nèi)蛋清已凝固成蛋白,外力作用時(shí)
旋轉(zhuǎn)時(shí),整個(gè)蛋就能迅速轉(zhuǎn)動(dòng)。
物體的穩(wěn)定平衡
實(shí)驗(yàn):選用一只生雞蛋,在小頭一端開個(gè)孔并清除干凈殼內(nèi)的蛋
清蛋黃。沿小孔滑入一塊重物。以蛋殼的大頭端為底部,扶好蛋殼。
點(diǎn)燃一只蠟燭,滴入燭油,把重物封存在蛋殼底部。燭油大約封存至
整個(gè)蛋殼高度的四分之一即可。把制好的蛋殼推倒后,蛋殼能自動(dòng)立
起。制成一個(gè)“不倒翁”。
分析:在空蛋殼的底端封存的重物和燭油,使整個(gè)蛋體的重心移
近蛋殼的底部,重心起低,穩(wěn)定性越好。當(dāng)?shù)皻A斜,偏離平衡位置
時(shí),使蛋體的重心升高。因?yàn)榈皻さ锥耸乔蛐蔚?,在蛋體的自身重力
作用下,蛋體又恢復(fù)到原來(lái)的平衡位置上。
拌豆腐和炒豆腐
擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明了分子在不停地運(yùn)動(dòng)。在日常生活中,你可以找到
許多擴(kuò)散的例子。
器材:豆腐、佐餐調(diào)料、炊具。
取豆腐,切成小塊,分成兩碗。分別加同樣等量的調(diào)料(品
種數(shù)量請(qǐng)教長(zhǎng)者)。一碗用勺子涼拌,拌勻,放置五至十分鐘;另一
碗倒入鍋內(nèi)置于爐火上,用火炒或煮五至十分鐘。然后自己品嘗兩碗
豆腐的味道。你會(huì)覺得不一樣,冷拌的味在豆腐之外表面,豆腐內(nèi)部
仍淡而無(wú)味,而加熱炒煮的豆腐,調(diào)味品已滲入其中,吃起來(lái)覺得有
味。這是什么緣故?請(qǐng)用分子運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)來(lái)解釋調(diào)料分子的運(yùn)動(dòng)。
你還能舉出一些你看到的擴(kuò)散現(xiàn)象嗎?
餃子或肉丸煮熟了為什么會(huì)浮起來(lái)?
想一想:(一個(gè)物體在水中所受的浮力和它的排水量有什么關(guān)
系?物體浮或沉除了浮力,還和哪一因素有關(guān)?)
餃子或肉丸在制作過程中,內(nèi)部含有微量空氣和二氧化碳。當(dāng)剛
投入水中時(shí)?,由于餃子或肉丸的密度比水大,浮力小于重量,就沉入
鍋底。當(dāng)加熱至煮熟后,內(nèi)部的氣體和肉質(zhì)都同時(shí)膨脹,整個(gè)餃子或
肉九的體積就增大許多,也就增大了它的排水量。根據(jù)阿基米德原理
(Archimedes'principle)可知,餃子或肉丸的浮力就增大了,這時(shí)浮
力大于重量,就浮起來(lái)了。
微波爐
馬文學(xué)
微波爐是一種用微波加熱食品的現(xiàn)代化烹調(diào)灶具。微波是指波長(zhǎng)
為0.01~1米的無(wú)線電波,其對(duì)應(yīng)的頻率為30000兆赫到300兆赫。
為了不干擾雷達(dá)和其他通信系統(tǒng),微波爐的工作頻率多選用915兆赫
或2450兆赫。
微波加熱的原理簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)是:當(dāng)微波輻射到食品上時(shí),食品中總
是含有一定量的水分,而水是由極性分子(分子的正負(fù)電荷中心,即
使在外電場(chǎng)不存在時(shí)也是不重合的)組成的,這種極性分子的取向?qū)?/p>
隨微波場(chǎng)而變動(dòng)。由于食品中水的極性分子的這種運(yùn)動(dòng)。以及相鄰分
子間的相互作用,產(chǎn)生了類似摩擦的現(xiàn)象,使水溫升高,因此,食品
的溫度也就上升了。用微波加熱的食品,因其內(nèi)部也同時(shí)被加熱,放
整個(gè)物體受熱均勻,升溫速度也快。
圖5-22
微波爐由電源,磁控管,控制電路和烹調(diào)腔等部分組成,如圖5
—22所示。電源向磁控管提供大約4000伏高壓,磁控管在電源激勵(lì)
下,連續(xù)產(chǎn)生微波,再經(jīng)過波導(dǎo)系統(tǒng),耦合到烹調(diào)腔內(nèi)。在烹調(diào)腔的
進(jìn)口處附近,有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的攪拌器,因?yàn)閿嚢杵魇秋L(fēng)扇狀的金屬,
旋轉(zhuǎn)起來(lái)以后對(duì)微波具有各個(gè)方向的反射,所以能夠把微波能量均勻
地分布在烹調(diào)腔內(nèi)。微波爐的功率范圍一般為500-1000瓦。
用易拉罐巧做物理實(shí)驗(yàn)
由東萊州市金城鎮(zhèn)新城中學(xué)張春玲
1.在易拉罐中分別裝入不同體積的水,依次用金屬棒敲擊聽聲,
可用來(lái)研究音調(diào)的高低與空氣柱長(zhǎng)短有沒有關(guān)系。
2.將兩個(gè)易拉罐用棉線相連做成一個(gè)“土電話”,用來(lái)說(shuō)明固體
可以傳聲。
3.將三個(gè)易拉罐裝入質(zhì)量不同的沙,用天平分別測(cè)出其質(zhì)量,
用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出罐和沙所受的重力,用來(lái)研究物體的質(zhì)量與所受重
力的關(guān)系。
4.將易拉罐放在傾斜的木板表面,使其從同一位置由靜止分別
滑下和滾下,觀察兩種情況下運(yùn)動(dòng)的快慢。比較相同情況下滑動(dòng)摩擦
和滾動(dòng)摩擦的大小。
5.用鐵釘在易拉罐不同的高度上扎眼,裝水后比較其噴射的距
離。研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系。
6.將空易拉罐口向下在酒精燈火焰上方烤一烤,罐冷卻后能聽
到聲音且看到罐變癟了。用來(lái)說(shuō)明大氣壓強(qiáng)的存在。
7.將空易拉罐放在盛有水的盆中浮在水面,而將其卷成一團(tuán)下
沉。說(shuō)明將密度大于水的材料做成空心物體可以浮在水面上。
8.用白紙和黑紙包住兩個(gè)裝滿水的易拉罐,在太陽(yáng)下曬相同時(shí)
間,看誰(shuí)的溫度升高得多。研究相同條件下的白色物體和黑色物體的
吸熱能力是否相同。
9.用導(dǎo)線及導(dǎo)線夾將電源、開關(guān)、燈泡和易拉罐組成串聯(lián)電路,
閉合開關(guān),看燈泡是否發(fā)光。研究易拉罐的材料是導(dǎo)體還是絕緣體。
水燒開時(shí)不會(huì)溢出來(lái),為什么粥燒開了卻會(huì)溢瀉出來(lái)呢?
水燒開時(shí),水蒸氣泡升到水面,就立即爆破,不會(huì)積聚起來(lái),水
面的高度不會(huì)升高太多,水就不會(huì)溢瀉出來(lái)。
粥燒開時(shí)一,由于米粒的淀粉和水混合變成糊狀,增大了粥的粘性,
引致水蒸氣泡不易爆破,一直積聚在面上,愈堆愈高,就從煲蓋溢瀉
出來(lái)。把煲蓋掀開,用筷子承著使蓋與煲離開一段距離,利用空氣冷
縮氣泡,就可以減輕溢出的程度。
一組與雞蛋有關(guān)的物理小實(shí)驗(yàn)
江蘇泰興市濟(jì)川實(shí)驗(yàn)初中于蘭
在物理教學(xué)中,教師有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際,分析物理
現(xiàn)象,這樣不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且能加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)
的理解。本文介紹一組與日常生活中的雞蛋有關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)。
一、熱脹冷縮的性質(zhì)
實(shí)驗(yàn)把煮熟撈起的蛋立刻浸入冷水中待完全冷卻后,再撈上來(lái)
剝落比不放入冷水中直接剝要容易多。
分析蛋剛浸入冷水中,蛋殼直接遇冷收縮,而蛋向溫度下降不
大,收縮也較小,蛋殼和蛋白相比主要蛋殼在收縮、冷卻過程中,蛋
白收縮率比蛋殼大,收縮程度更明顯容易造成蛋白蛋有相互脫離,剝
蛋殼就更方便了。
二、液體蒸發(fā)吸熱
實(shí)驗(yàn)把剛煮熟的雞蛋從鍋內(nèi)撈起來(lái),直接用手拿時(shí),雖然較燙,
但還可以忍受過一會(huì)兒,當(dāng)?shù)皻ど系乃闪撕?,感到比剛撈上時(shí)燙。
分析因?yàn)閯倱粕蟻?lái)的蛋殼上附著一層水,開始時(shí),水蒸發(fā)吸熱,
使蛋殼的溫度下降,所以并不覺得燙經(jīng)過一段時(shí)間,水蒸發(fā)完了。由
蛋內(nèi)部傳遞出的熱量使蛋殼的溫度重新升高,所以感到更燙手。
用剝「我的熟
的抵堵住甄II
三、驗(yàn)證大氣壓的存Z
甲乙內(nèi)
圖1
實(shí)驗(yàn)如圖1所示,選一只口徑略小于雞蛋的瓶子,在瓶底鋪上
一層沙千。點(diǎn)燃一團(tuán)浸過酒糟的棉花投入瓶?jī)?nèi),接著把一只剝了殼的
熟雞蛋堵住瓶口?;鹧嫦绾?,蛋被瓶子存入了瓶肚中
分析浸過酒精的棉花燃燒使瓶?jī)?nèi)氣體受熱膨脹,部分空氣被排
出。同時(shí)棉花燃燒也消耗了部分空氣。當(dāng)?shù)岸伦∑靠冢鹧嫦绾螅?/p>
瓶?jī)?nèi)氣體由于溫度下降,壓強(qiáng)變小,低于瓶外的大氣壓。在大氣壓的
作用下,有一定彈性的熟雞蛋被壓入瓶?jī)?nèi)。
四、浮沉現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)把一只雞蛋,浸沒在一只裝有清水的大口徑玻璃杯中。松
開手后,發(fā)現(xiàn)雞蛋緩緩沉入杯底,如圖2(a),撈出雞蛋往清水中加
入食鹽,調(diào)制成濃度較高的鹽水,再把雞蛋浸沒在鹽溶液中,松開手,
雞蛋卻緩緩上浮,如圖2(b)o
分析物體的浮沉情況取決于所受的重力和浮力的大小關(guān)系。因
為蛋的密度略微比清水的密度方止無(wú)歸一主心F,雞蛋受到的重力
大于浮力,所以蛋將下沉。當(dāng)來(lái)h由于鹽水的密度
比雞蛋的密度大,所受的重力4務(wù)上浮。
五、慣性現(xiàn)象
圖3
如圖3,用手指突然彈擊硬紙片,雞蛋卻不會(huì)隨紙片一起飛出。
分析硬紙片雖然被彈出去,但雞蛋由于慣性還要保持原來(lái)的靜止
狀態(tài)。所以雞蛋不會(huì)隨紙片一起飛出,雞蛋會(huì)落入杯中。
六、分子運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)外殼完好的蛋,放入食鹽水中腌制一段時(shí)間,可以制成咸
蛋。蛋殼雖然完好,但內(nèi)部的蛋黃都變咸了。
分析因?yàn)槲镔|(zhì)的分子間存在間隙,而且分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)
動(dòng),所以食鹽分子擴(kuò)散到蛋黃和蛋清中,使整個(gè)蛋黃也變咸。
開水倒在地上為什么發(fā)出低沉的“撲撲”聲?
有人認(rèn)為,冷水倒在地上,水和水里的空氣同時(shí)與地面撞擊,所以
發(fā)現(xiàn)的聲音比較清脆.至于開水,因?yàn)殚_水里沒有空氣了,倒在地上時(shí)
就只有水與地面撞擊,所以發(fā)出的聲音比較低沉.
這種看法,好像有些道理,其實(shí)不然.
首先,冷水中的空氣溶解在水里,是作為液體存在的,當(dāng)冷水與地
面撞擊時(shí),溶解著的空氣不可能預(yù)先變成氣體來(lái)與地面撞擊.
其次,我們把溶解有空氣的冷水視同汽水.汽水里的二氧化碳是
在高壓下溶解的,打開瓶塞就等于突然減少液面的壓力.所以只要稍
加搖動(dòng),就有大量的二氧化碳從液體中噴出,這與冷水中溶解空氣的
情況完全不同,溶解在冷水中的空氣是極少的,并未達(dá)到飽和狀態(tài).因
此,當(dāng)冷水撞擊地面時(shí),一般只會(huì)有更多的空氣溶解在水中,而不是有
許多空氣從水里跑出.
再則,認(rèn)為開水撞擊地面發(fā)出的聲音比較低沉,是由于開水里沒
有空氣,這個(gè)說(shuō)法如果確實(shí),那么沒有空氣的冷開水就應(yīng)發(fā)出與熱開
水一樣的聲音.可是,冷開水撞擊地面的聲音完全跟冷水一樣,這就證
明了開水和冷水撞擊地面發(fā)出不同的聲音,與水里有否有空氣毫無(wú)關(guān)
系.冷水和開水的主要區(qū)別,一是空氣的有無(wú),二是溫度的高低.在上
面的分析中,已經(jīng)否定了前者,則原因就在于溫度的高低了.
用一壺煮開的水,每隔二三分鐘向地面澆注一次,同時(shí)注意每次
發(fā)出的聲音,你就會(huì)發(fā)現(xiàn),隨著壺水溫度的降低,聲音的調(diào)子由低到高,
“撲撲”聲逐漸變?yōu)椤捌尽甭?
那么,溫度不同的水撞擊地面時(shí)為什么會(huì)發(fā)出不同的聲音呢?
水煮開后,水分子的活動(dòng)能力大為增加,分子間的吸引力大為削
弱,這時(shí),不僅液體表面的水分了很快蒸發(fā),而且液體內(nèi)部的水分子也
爭(zhēng)先恐后地汽化飛出.因此,在開水四周總是夾著這一層富于彈性的
水汽,所以發(fā)出了低沉的〃撲撲〃聲.
水溫逐漸降低時(shí),水分子的活動(dòng)能力減弱了,分子間的吸引力增
大了,液體內(nèi)部的水分子不再汽化,包圍著的水汽層逐漸消失,這時(shí),
水著地就直接與地面接觸,因而發(fā)出來(lái)的聲音變清脆了.
吃雞蛋有訣竅
五香茶雞蛋是人們愛吃的,尤其是趁熱吃味道更美。
細(xì)心的人會(huì)發(fā)現(xiàn),雞蛋剛從滾開的鹵汁里取出來(lái)的時(shí)候,如果你
急于剝殼吃蛋,就難免連殼帶“肉”一起剝下來(lái)。要解決這個(gè)問題,
有一個(gè)訣竅,就是把剛出鍋的雞蛋先放在涼水中浸一會(huì),然后再剝,
蛋殼就容易剝下來(lái)。
一般的物質(zhì)(少數(shù)兒種例外),都具有熱脹冷縮的特性。可是,
不同的物質(zhì)受熱或冷卻的時(shí)候,伸縮的速度和幅度各不相同。一般說(shuō)
來(lái),密度小的物質(zhì),要比密度大的物質(zhì)容易發(fā)生伸縮,伸縮的幅度也
大,傳熱快的物質(zhì),要比傳熱慢的物質(zhì)容易伸縮。雞蛋是硬的蛋殼和
軟的蛋白、蛋黃組成的,它們的伸縮情況是不一樣的。在溫度變化不
大,或變化比較緩慢均勻的情況下,還顯不出什么;一旦溫度劇烈變
化,蛋殼和蛋白的伸縮步調(diào)就不一致了。把煮得滾燙的雞蛋立即浸入
冷水里,蛋殼溫度降低,很快收縮,而蛋白仍然是原來(lái)的溫度,還沒
有收縮,這時(shí)就有一小部分蛋白被蛋殼壓擠到蛋的空頭處。隨后蛋白
又因?yàn)闇囟冉档投饾u收縮,而這時(shí)蛋殼的收縮已經(jīng)很緩慢了,這樣
就使蛋白與蛋殼脫離開來(lái),因此,剝起來(lái)就不會(huì)連殼帶“肉”一起下
來(lái)了。
明白了這個(gè)道理,對(duì)我們很有用處。凡需要經(jīng)受較大溫度變化的
東西,如果它們是用兩種不同材料合在一起做的,那么在選擇材料的
時(shí)候,就必須考慮它們的熱膨脹性質(zhì),兩者越接近越好。工程師在設(shè)
計(jì)房屋和橋梁時(shí)、都廣泛采用鋼筋混凝土,就是因?yàn)殇摬暮突炷恋?/p>
膨脹程度兒乎完全一樣,盡管春夏秋冬的溫度不同,也不會(huì)產(chǎn)生有害
的作用力,所以鋼筋混凝土的建筑十分堅(jiān)固。
另外,有些電器元件卻是用兩種熱膨脹性質(zhì)差別很大的金屬制成
的。例如,銅片的熱膨脹比鐵片大,把銅片和鐵片釘在一起的雙金屬
片,在同樣情況下受熱,就會(huì)因膨脹程度不同而發(fā)生彎曲。利用這一
性質(zhì)制成了許多自動(dòng)控制裝置和儀表。日光燈的“啟動(dòng)器”里就有小
巧的雙金屬片,它隨著溫度的變化,能夠自動(dòng)屈伸,起到自動(dòng)開啟日
光燈的作用。
為什么水會(huì)澆滅火
這個(gè)問題雖然很簡(jiǎn)單,但是常常有人把它答錯(cuò),所以我們要在這
里簡(jiǎn)短地講一下,水對(duì)火究竟起了些什么作用,希望讀者不要怪我多
此一舉。
水一觸到炙熱的物體,就會(huì)變成蒸汽,這時(shí)候它從炙熱的物體上
奪取了大量的熱。從沸水轉(zhuǎn)變成蒸汽所需要的熱,相當(dāng)于同量的冷水
加熱到100攝氏度所需要的熱的5倍多。
第二,這時(shí)候形成的蒸汽所占的體積,要比產(chǎn)生它的水的體積大
好兒百倍;這么多的蒸汽包圍在燃燒的物體外面,就使得物體不可能
和空氣接觸,而沒有了空氣,燃燒也就不能進(jìn)行了。
為了加強(qiáng)水的滅火力量,有時(shí)候還向水里加些火藥!這看來(lái)
似乎太奇怪了,可是這是完全有道理的:火藥很快地?zé)?,同時(shí)產(chǎn)生
大量不能燃燒的氣體,這些氣體會(huì)把燃燒著的物體包圍起來(lái),使燃燒
發(fā)生困難。
怎么煮餃子?
北方人都愛吃水餃,常言道:“好吃不如餃子?!钡牵溩佑醒?/p>
肉餃子、豬肉餃子、三鮮餃子……這里怎么還有“物理”餃子?所
謂“物理”餃子,意思是說(shuō)煮餃子并不是容易的事?;疠p煮不熟,火
重餃子都破了,這里邊還真有一些學(xué)問,實(shí)際是一些物理原理的運(yùn)用。
煮餃子時(shí)一,有經(jīng)驗(yàn)的“美食家”都是水沸騰后才把一定數(shù)量的餃
子下到鍋里,并且邊讓餃子下鍋,邊用勺子輕輕在鍋底推動(dòng)沉下的餃
子(重力大于浮力,餃子下沉),水不再沸騰;等到水重新沸騰后,
看到餃子個(gè)個(gè)飽滿,而且浮到水面(浮力大于重力,餃子上?。?,部
分餃子懸浮在水中(浮力等于重力,餃子懸?。?,再加點(diǎn)兒涼水,再
煮一會(huì)兒,就撈出來(lái),斷定已經(jīng)煮熟,可以享用了。這是為什么呢?
從物理學(xué)的觀點(diǎn)看,包餃子的面從生到熟,密度由大變小,熟餃
子的體積要比生餃子的體積大,原因是包餃子的時(shí)候,將空氣和餡一
起包到餃子里,這些空氣封閉在餃子里出不來(lái),生餃子放到鍋里后,
受熱后使餃子里的空氣體積膨脹。因此,生餃子下鍋后,餃子的重力
大于浮力,餃子沉在鍋的底部,煮熟的餃子,浮力大于餃子的重力,
餃子上浮到水面。所以,煮餃子也有“很深”的物理學(xué)問。
撈到盤里或碗里的餃子,馬上又變小了。這正好是出鍋后,
室內(nèi)溫度變低,餃子遇冷,里邊的空氣又收縮,使餃子又變小了。
溫度、內(nèi)能、熱量的區(qū)別與聯(lián)系
江蘇豐縣廣宇中英文學(xué)校劉慶賀
溫度、內(nèi)能、熱量是既有區(qū)別又有聯(lián)系的物理量,很多同
學(xué)常常理解不好,容易出錯(cuò)。
區(qū)別:
溫度表示物體的冷熱程度,它是一個(gè)狀態(tài)量,所以只能說(shuō)“物體
的溫度是多少”。兩個(gè)不同狀態(tài)間可以比較溫度的高低。溫度是不能
“傳遞”和“轉(zhuǎn)移”的,其單位是“攝氏度”。從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)
來(lái)看,它跟物體內(nèi)部分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)情況有關(guān),溫度越高,分子無(wú)
規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均速度就越大,分子運(yùn)動(dòng)就越劇烈??梢哉f(shuō),溫度是分
子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度的標(biāo)志,它是大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的集中體
現(xiàn),對(duì)于個(gè)別分子毫無(wú)意義。
內(nèi)能是能量的一種形式,它是物體內(nèi)部所有分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)
能與勢(shì)能的總和。內(nèi)能和溫度一樣,也是一個(gè)狀態(tài)量,通常用“具有”
等詞來(lái)修飾。
內(nèi)能大小與物體的質(zhì)量、體積、溫度及構(gòu)成物體的物質(zhì)種類都有
關(guān)系?,F(xiàn)階段主要掌握與溫度的關(guān)系。一個(gè)物體溫度升高時(shí),它的內(nèi)
能增大,溫度降低時(shí),內(nèi)能減小。切記“溫度不變時(shí),它的內(nèi)能一定
不變”是錯(cuò)誤的。如晶體熔化、液體沸騰時(shí),溫度保持不變,但要吸
熱,內(nèi)能增加。溫度不變時(shí),它的內(nèi)能也可能減?。ㄏ胍幌霝槭裁??)。
同樣,物體放出熱量時(shí),溫度也不一定降低。
熱量是在熱傳遞過程中,傳遞能量的多少。它反映了熱傳遞過程
中,內(nèi)能轉(zhuǎn)移的數(shù)量,是內(nèi)能轉(zhuǎn)移多少的量度,是一個(gè)過程量,要用
“吸收”或“放出”來(lái)表述而不能用“具有”或“含有”。熱量的單
位是“焦耳二
二、聯(lián)系:
(1)溫度與內(nèi)能
因?yàn)闇囟仍礁?,物體內(nèi)的分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度越快,分子的
平均動(dòng)能越大,因此物體的內(nèi)能越多。但要注意:溫度不是內(nèi)能變化
的惟一標(biāo)志。物體的狀態(tài)變化也是內(nèi)能變化的標(biāo)志(如晶體的熔化、
凝固,液體沸騰等)。
(2)溫度與熱量
溫度反映的是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。分子運(yùn)動(dòng)越劇烈,物
體溫度就越高。熱量是在熱傳遞過程中,內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少。溫度高的
物體放出熱量,內(nèi)能減小,溫度低的物體吸收熱量,內(nèi)能增加。兩物
體間不存在溫度差時(shí)一,物體具有溫度,但沒有熱傳遞,也就談不上“熱
量”。
(3)熱量與內(nèi)能
熱量反映了熱傳遞過程中,內(nèi)能轉(zhuǎn)移的數(shù)量。物體放出了多少熱
量,內(nèi)能就減小多少;物體吸收了多少熱量,內(nèi)能就增加多少。要注
意:內(nèi)能增減并不只與吸收或放出熱量有關(guān),做功也可以改變物體內(nèi)
能。對(duì)物體做功,物體的內(nèi)能會(huì)增加,對(duì)物體做了多少功,物體的內(nèi)
能會(huì)增加多少;物體對(duì)外做功,物體的內(nèi)能會(huì)減小,對(duì)外做功多少,
物體的內(nèi)能會(huì)減小多少。
(4)內(nèi)能與機(jī)械能
內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與勢(shì)能的總和。機(jī)械
能是指整個(gè)物體發(fā)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的能量。一個(gè)物體可以同時(shí)具有
內(nèi)能和機(jī)械能。因?yàn)橐磺形镔|(zhì)的分子都在不停的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),總有
分子動(dòng)能;分子間總是存在著引力和斥力,總有分子勢(shì)能,所以一切
物體在任何情況下都具有內(nèi)能,即內(nèi)能不可能為零。機(jī)械能可以為零。
怎樣辨別生蛋和熟蛋
假如你一定要不敲碎蛋殼來(lái)判別一個(gè)蛋的生熟,你該怎么辦呢?
力學(xué)上的知識(shí)能夠幫助你解決這個(gè)小困難。
這個(gè)問題的關(guān)鍵就在生蛋和熟蛋的旋轉(zhuǎn)情形不一樣。這一點(diǎn)就可
以用來(lái)解決我們的問題。把要判別的蛋放到一只平底盤
上,用兩只手指使它旋轉(zhuǎn)(圖35)。這個(gè)蛋如果是煮熟的
(特別是煮得很“老”的),那么它旋轉(zhuǎn)起來(lái)就會(huì)比生蛋
快得多,而且轉(zhuǎn)得時(shí)間久。生蛋呢,卻甚至轉(zhuǎn)動(dòng)不起來(lái)。
而煮得“老”的熟蛋,旋轉(zhuǎn)起來(lái)快得使你只看到一片白影,它甚至能
夠自動(dòng)在它尖的一端上豎立起來(lái)。
這兩個(gè)現(xiàn)象的原因是,熟透的蛋已經(jīng)變成一個(gè)實(shí)心的整體,生蛋
卻因?yàn)樗鼉?nèi)部液態(tài)的蛋黃、蛋白,不能夠立刻旋轉(zhuǎn)起來(lái),它的慣性作
用就阻礙了蛋殼的旋轉(zhuǎn);蛋白和蛋黃在這里是起著“剎車”的作用。
生蛋和熟蛋在旋轉(zhuǎn)停止的時(shí)候情形也不一樣。一個(gè)旋轉(zhuǎn)著的熟
蛋,只要你用手一捏,就會(huì)立刻停止下來(lái),但是
生蛋雖然在你手碰到的時(shí)候停止了,如果你立刻
把手放開,它還要繼續(xù)略略轉(zhuǎn)動(dòng)。這仍然是方才
說(shuō)的那個(gè)慣性作用在作怪,蛋殼雖然給阻止了,id
東刈以宏|胞卡授
內(nèi)部的蛋黃、蛋白卻仍舊在繼續(xù)旋轉(zhuǎn);至于熟蛋,它里面的蛋黃、蛋
白是跟外面的蛋殼同時(shí)停止的。
這類實(shí)驗(yàn),還可以用另外一種方法來(lái)進(jìn)行。把生蛋和熟蛋各用橡
皮圈沿它的“子午線”箍緊,各掛在一條同樣的線上(圖36)。把這
兩條線各扭轉(zhuǎn)相同的次數(shù)以后,一同放開,你立刻就會(huì)看到生蛋跟熟
蛋的分別:熟蛋在轉(zhuǎn)回到它的原來(lái)位置以后,就因?yàn)閼T性作用向反方
向扭轉(zhuǎn)過去,然后又退轉(zhuǎn)回來(lái),——這樣扭轉(zhuǎn)兒次,每次的轉(zhuǎn)數(shù)逐漸
減少。但是生蛋卻只來(lái)回扭轉(zhuǎn)三四次,熟蛋沒有停止它就早停下來(lái)了:
這是因?yàn)樯暗牡鞍?、蛋黃妨礙了它的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的緣故。
暖瓶塞為什么不聽話?
我家的暖瓶塞真是不聽話。當(dāng)灌滿水時(shí),它老是“滋滋”叫,等
你不注意的時(shí)候,它又“蹦”的一下跳起來(lái),落到地上。你把它撿起
來(lái),再重新塞在瓶口上,它更不“老實(shí)”了,按下去就彈出來(lái),真是
讓人生氣。好容易折騰夠了,可是,到第二天早上再用暖瓶倒水時(shí),
想不到它又縮進(jìn)瓶口,緊緊地拔不出來(lái),好像瓶?jī)?nèi)有東西拉著它似的。
你知道我家的暖瓶塞為什么這樣不聽話嗎?
產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因,主要是暖瓶膽的真空夾層不好了。比
如:瓶膽鍍的水銀層脫落,這樣防止熱輻射的能力差了;或者瓶膽下
面的抽真空的封口破了,夾層不再是真空,防止熱傳導(dǎo)的能力差了;
另外一個(gè)原因是軟木塞子磨損變小或者漏氣等等。
當(dāng)剛剛沸騰的水灌入這種暖瓶里時(shí)一,熱水繼續(xù)大量地氣化,
由于軟木塞磨損,所以軟木塞和瓶口處的摩擦力減小,而且還有漏氣
的地方。于是,水蒸氣通過瓶塞和瓶口的縫隙,發(fā)出“滋滋”的響聲。
摩擦力不夠,又使塞子被水蒸氣壓力沖出來(lái)。
如果當(dāng)水用掉一半以后,暖瓶里上部開始積存大量的熱空
氣。由于暖瓶保溫性能不好,這部分氣體在夜間就變冷,隨之壓強(qiáng)變
小,小于大氣壓強(qiáng),瓶塞在外界大氣壓強(qiáng)的作用下,塞子往里吸,一
直到瓶口徑細(xì)小部位阻止它進(jìn)一步往里縮去。這時(shí),外部大氣壓強(qiáng)仍
然大于暖瓶?jī)?nèi)部的壓強(qiáng)。夕卜、內(nèi)壓力之差,迫使瓶塞很難拔出來(lái)。必
須巧妙地旋轉(zhuǎn)瓶塞,使氣流能有機(jī)會(huì)流向暖瓶?jī)?nèi)部,只要瓶?jī)?nèi)外的壓
強(qiáng)相等,暖瓶塞就很容易地取下來(lái)。你遇到過上述情況嗎?不妨也試
一試。
使用家用電器注意事項(xiàng)
王宗田
隨著人們物質(zhì)生活水平的提高,各種不同用途的家用電器陸續(xù)地
擁入家門。洗衣機(jī)、電視機(jī)、電冰箱等在家庭中已相當(dāng)普遍,這無(wú)疑
給人們的生活帶來(lái)了方便。但如果使用不當(dāng),也容易出現(xiàn)意外事故,
輕者造成一定程度的經(jīng)濟(jì)損失,重者要危及人們的健康乃至生命。為
了確保家用電器的安全運(yùn)行,在安裝、使用家用電器時(shí),應(yīng)注意:
在你購(gòu)買每件家用電器時(shí)一,首先要認(rèn)真、細(xì)致地閱讀產(chǎn)品說(shuō)明書,
比較一下產(chǎn)品的額定電壓是否和家庭所在地的供電電壓相符。一般常
見的家用電器都是用220伏、50赫的交流電,但特殊的也有。特別
要注意電器的額定功率。額定功率過大,使用時(shí)電流過大,若超過你
家的電能表、保險(xiǎn)絲和導(dǎo)線的承受能力那是不允許的。兒件電器在使
用時(shí)一,如果總功率超過電源插座、電能表、保險(xiǎn)絲和導(dǎo)線的負(fù)荷能力,
就不要強(qiáng)行并用,而應(yīng)該錯(cuò)開使用時(shí)間。
家用電器不要安置在潮濕、有熱源、易燃物、灰塵多的地方。
家用電器使用完畢,要隨手切斷電源。電氣失火,斷電之前,千
萬(wàn)不要用水去撲滅。
進(jìn)入家庭的電源線路,火線與零線的標(biāo)志應(yīng)清楚,一眼便能識(shí)別
出。家用電器的電源引線要正確接在線路中的火線和零線位置,不可
相互接錯(cuò)。要求用三腳插頭和三孔插座引入電源線的家用電器,不要
用對(duì)稱的雙腳插頭和兩孔插座來(lái)代替。防止接插錯(cuò)誤,造成電器的金
屬外先帶電,使用時(shí)發(fā)生觸電事故。
不要在接地線和接零線上安開關(guān)或保險(xiǎn)絲。也不要將接地線
接在自來(lái)水管、煤氣管或暖氣管上。
家用電器的電源引入線不可直接接在線路上或直接插入插孔,這
樣極易造成短路事故;應(yīng)該接在可斷開的開關(guān)上或插頭上。電器通電
試運(yùn)行前,開關(guān)應(yīng)置停機(jī)位置。開機(jī)、調(diào)試、停機(jī)等過程應(yīng)嚴(yán)格按說(shuō)
明書中指出的操作順序進(jìn)行,通電后發(fā)生異?,F(xiàn)象,應(yīng)立即停機(jī),并
切斷電源。請(qǐng)電工或內(nèi)行人檢查,自己不要隨便拆看。沒有找出毛病
前,不可再次強(qiáng)行通電。
家用電器在運(yùn)行過程中,不得用濕手接觸開關(guān)或它的金屬外殼,
更不能觸及電器元件。像電吹風(fēng)、電烙鐵等用手拿著使用的電器,不
要將電線繞在手上或小臂上;切斷電源時(shí)',不可用手拉電線的辦法拔
掉插頭。使用人體要接觸的電熱器具,要有過熱保護(hù)裝置。如有異常
氣味和噪聲,應(yīng)立即切斷電源,檢查異常現(xiàn)象發(fā)生的原因。要經(jīng)常檢
查功率較大的電熱器具的電源引線、搖頭、插座,發(fā)現(xiàn)老化,絕緣程
度下降要及時(shí)更換。電源引線或供電線路如有裸露處,要用電工膠布
包好。不可用一般膠布或止痛膏之類物品代替。
閑置的家用電器。也不可長(zhǎng)時(shí)間不通電。這樣易使電器內(nèi)部
發(fā)潮變霉或絕緣程度降低。每隔一定時(shí)間要運(yùn)行一次。閑置時(shí)間較長(zhǎng)
的電器,再用時(shí)要先檢查一下它的絕緣程度,沒問題再使用。
飯菜撲鼻香
在廚房里做飯炒菜,我們?cè)谖萃庖材苈劦斤埐说南阄?。更有意?/p>
的是,有時(shí)候鍋里的油才燒熱,廚房外面的人就聞到了油香。
香味是怎么被人聞到的呢?因?yàn)樵谂胝{(diào)的過程中,飯菜的分子有
一部分被蒸發(fā)到空氣中,并且漸漸地向四面八方運(yùn)動(dòng),當(dāng)它們鉆進(jìn)我
們的鼻孔時(shí),我們就聞到香味了。這個(gè)過程叫做擴(kuò)散現(xiàn)象。正是氣體
的擴(kuò)散作用幫助人們聞到了各種氣味。
氣體分子很小很小,我們的眼睛直接看不見它們。但是,這些分
子的運(yùn)動(dòng)是能夠間接地觀察到的。在太陽(yáng)光底下,我們可以看到許多
塵埃在空氣中飄來(lái)飄去,上下飛舞,就是受運(yùn)動(dòng)著的氣體分子碰撞的
結(jié)果。氣體分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的,互相之間不斷地碰撞,不斷地改
變運(yùn)動(dòng)的方向。因?yàn)闅怏w分子之間距離比較大,互相撞碰的機(jī)會(huì)少,
所以它們很容易離散開來(lái)。有些氣體的分子運(yùn)動(dòng)得很快,拿氫氣來(lái)說(shuō),
它的分子跑得比子彈頭的速度還要快上幾倍呢。正是這個(gè)緣故,氣體
物質(zhì)的體積,如果不受外界的約束,就會(huì)不斷膨脹擴(kuò)大,擴(kuò)散開來(lái)。
固體之間也有擴(kuò)散現(xiàn)象。有人曾經(jīng)做過這樣的實(shí)驗(yàn):把一塊鉛片
和一塊金片,分別磨光,壓在一起,在室溫下(20℃)放置五年,金片
和鉛片便連在一塊,它們互相混合的深度約一厘米。我們知道,在室
溫下,金和鉛是不會(huì)熔解的,但是它們的接觸面竟生成了一層均勻的
鉛金合金,這就是擴(kuò)散作用在固體中玩的把戲。
擴(kuò)散現(xiàn)象生動(dòng)地證明,無(wú)論是那一種形態(tài)的物質(zhì),它們的分子無(wú)
時(shí)無(wú)刻不在運(yùn)動(dòng),當(dāng)它們互相接觸的時(shí)候,彼此就要擴(kuò)散到對(duì)方當(dāng)中
去。隨著溫度的升高,分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度增大,擴(kuò)散也加快。
冰棍“冒汽”
炎熱的夏天,熱氣逼人,吃上一根冰棍才舒服呢!你注意過
嗎,冰棍從冷藏箱里拿出來(lái)往往還冒“汽”哩!真有趣,通常只有
熱的東西才冒汽,冰棍為什么會(huì)冒汽呢?
夏天的氣溫比冰棍的溫度高得多,冰棍一遇到空氣就要融
化,融化時(shí)要從周圍的空氣中吸收大量的熱,使空氣的溫度下降。平
時(shí)空氣里含有一定量的水蒸氣,由于溫度突然降低,就達(dá)到飽和或過
飽和狀態(tài)。也就是說(shuō),冰棍周圍的空氣由于溫度降低,便容納不下原
來(lái)所含的那么多水蒸氣了。在這種情況下,多余的水蒸氣就結(jié)成微小
的水珠,形成一團(tuán)團(tuán)飄浮著的霧狀水滴,經(jīng)光線照射,就成了白色的
水汽。
云、霧、雨、雪形成的原因也是這樣。江河湖海里的水,受到陽(yáng)
光照射后,不斷地變成水蒸氣,飄散在空氣中,含有水蒸氣的空氣受
熱上升,升到一定高度,遇到冷空氣,就凝成一團(tuán)團(tuán)懸浮的小水滴,
這便是云??拷孛娴乃魵猓隼湟材芙Y(jié)成一團(tuán)團(tuán)懸浮的小水滴,
這就是霧。所以云和霧在本質(zhì)上是相同的。在合適的條件下,云里的
小水滴不斷地合并成大水滴,直到上升的氣流托不住它的時(shí)候,便降
落下來(lái),形成雨。如果是冬季,這些水滴就結(jié)晶成雪花漫天飄舞。不
過,空氣中飽和水汽的凝結(jié),必須有它凝結(jié)的“核心”才行,這個(gè)核
心就是飄浮在空氣中的塵埃,它是促進(jìn)云、霧、雨、雪形成的必要條
件之一。
云霧的秘密,使英國(guó)物理學(xué)家威爾遜受到很大啟發(fā)。經(jīng)過研究,
他于1894年發(fā)明了一個(gè)叫“云霧室”的裝置,它里面充滿了干凈空
氣和酒精(或乙酸)的飽和汽。如果闖進(jìn)去一個(gè)肉眼看不見的帶電微
粒,它就成了“云霧”凝結(jié)的核心,形成霧點(diǎn),這些霧點(diǎn)便顯示出微
粒運(yùn)動(dòng)的“足跡”。因此,科學(xué)家可以通過“云霧室”,來(lái)觀察肉眼看
不見的基本粒子(電子質(zhì)子等)的運(yùn)動(dòng)和變化情況。同時(shí)一,還發(fā)現(xiàn)了
不少新的基本粒子。威爾遜云霧室,為研究微觀世界作出了卓越貢獻(xiàn),
1927年,他因此榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金。
廚房里的中考物理題
湖北荊州市沙市區(qū)岑河中學(xué)文久江
每位同學(xué)都進(jìn)過廚房,但是注意過廚房里的科學(xué)知識(shí)嗎?讓我們
一起走進(jìn)廚房看一看!
1.在日常生活中,將面制品放在水中煮,不會(huì)發(fā)黃、變焦,而
放在食用油中炸,則會(huì)發(fā)黃、變焦,甚至炸糊,這一現(xiàn)象說(shuō)明()。
A.油炸食品的能力比水強(qiáng)
B.油的傳熱性能比水強(qiáng)
C.油的沸點(diǎn)比水高
D.油在沸騰時(shí)溫度繼續(xù)上升,而水在沸騰時(shí)溫度保持不變
2.小明兩次煮雞蛋,第一次在水沸騰后,繼續(xù)用“急火”煮,
第二次在水沸騰后即將火焰調(diào)小用“文火”煮,但仍然保持鍋中的水
沸騰,直到將雞蛋煮熟,兩次比較()o
A.第一次省時(shí)間
B.第二次省時(shí)間
C.兩次所用時(shí)間基本相同
D.第一次省燃料
3.夏天,廚房里的自來(lái)水管壁上常常有水珠,這是因?yàn)椋ǎ?/p>
A.夏天自來(lái)水的溫度較高,蒸發(fā)較快,在管壁形成水珠
B.夏天空氣中的水蒸氣較多,遇到溫度較低的自來(lái)水管就在管
壁上液化形成水珠
C.夏天氣壓較低,管內(nèi)外壓強(qiáng)差大,水透過管壁微孔滲出
D.夏天用水量大,水廠需要自來(lái)水加壓,管內(nèi)外壓強(qiáng)差大,因
此有少量水透過管壁微孔滲出
4.下列事件中不能說(shuō)明分子運(yùn)動(dòng)的是()。
A.從煙囪里冒出的黑煙在空中飄蕩
B.酒瓶蓋打開后,屋子里很快就聞到酒香味
C.用鹽水腌蛋,一段時(shí)間后蛋會(huì)變咸
D.往開水中放些白糖,水會(huì)變甜
5.生活中,人們常常把碗放在鍋內(nèi)的水中蒸食物,要求是碗不
能與鍋底接觸,當(dāng)鍋里的水沸騰時(shí),碗里的水會(huì)()o
A.稍后沸騰
B.同時(shí)沸騰
C.溫度總是低于鍋內(nèi)水的溫度,因而不會(huì)沸騰
D.溫度能夠達(dá)到沸點(diǎn),但不會(huì)沸騰
6.用高壓鍋煮粥,熄火后用冷水將鍋澆冷卻,拿去限壓閥打開
鍋蓋,可以看到鍋內(nèi)的粥仍在沸騰,而普通的鍋則著不到這樣的現(xiàn)象,
下列說(shuō)法中正確的是()o
A.熄火后,鍋內(nèi)溫度迅速降到100C以下,但由于打開鍋蓋后
氣壓降低,所以重新沸騰
B.熄火后,鍋內(nèi)溫度高于100C,即使不冷卻,不拿去限壓閥
粥也在沸騰
C.熄火后,鍋內(nèi)溫度仍然高于100℃,冷卻后鍋內(nèi)氣壓比原來(lái)
降低,打開鍋蓋后,氣壓降為一個(gè)大氣壓,所以重新沸騰
D.粥的流動(dòng)性差,不易降溫,熄火后,即使不澆冷水,不拿去
限壓閥粥也要沸騰較長(zhǎng)時(shí)間
7.與廚房有關(guān)的兩個(gè)詞分別是“揚(yáng)場(chǎng)止沸”和“釜底抽薪”,這
兩個(gè)詞各說(shuō)明了什么道理?
8.在家里用水壺?zé)_水時(shí),當(dāng)看到從壺嘴冒“白氣”時(shí)一,我們
就知道水開了,在這一過程中看到的是現(xiàn)象。
9.用水壺?zé)?,?dāng)水開了后,用水壺向熱水瓶中往開水時(shí),你
的父母在一旁提醒你:“水快滿了",那么,你的父母是根據(jù)什么判斷
的呢2
10.在炒辣椒時(shí),廚房里的人總是嗆得眼睛水直流,有的還打噴
嚏,這是因?yàn)镺
11.用同樣大小的力,使一個(gè)生雞蛋和一個(gè)熟雞蛋在桌上轉(zhuǎn)動(dòng)起
來(lái),將會(huì)發(fā)現(xiàn),其中一個(gè)雞蛋比另一個(gè)雞蛋旋轉(zhuǎn)得快些,時(shí)間也長(zhǎng)一
些。請(qǐng)你來(lái)判斷哪個(gè)是生雞蛋,哪個(gè)是熟雞蛋?
12.家里的菜刀用過一段時(shí)間就要磨一磨,這是為什么?
13.在冬天中常??吹竭@樣的情況:一瓶開水,倒一部分出來(lái)后,
再蓋上軟木塞,發(fā)現(xiàn)軟木塞會(huì)跳起來(lái);給熱水瓶往開水,如果水只注
了一半,蓋上軟木塞,過兩三天時(shí)間想再使用瓶中的水,發(fā)現(xiàn)軟木塞
很難拔出來(lái)。試解釋上述兩種現(xiàn)象。
14.在高山上煮食物,如果用我們平常所看到的鍋,則食物不會(huì)
熟,而要用高壓鍋,請(qǐng)說(shuō)說(shuō)高壓鍋的原理?
15.筷子是我們吃飯用的工具,它是一種什么樣的杠桿?在洗碗
筷時(shí),將筷子放入有水的碗里,發(fā)現(xiàn)筷子斷了,
拿出來(lái)一看,又沒有斷,這是什么原因?
HI1.40-1
把雞蛋從二樓摔下去
如果你不小心使雞蛋落在地上,毫無(wú)疑問,雞蛋將殼碎汁流。但
在下面的實(shí)驗(yàn)中,雞蛋卻是摔不碎,打不爛。
你可以把雞蛋拿到二樓,甚至三樓陽(yáng)臺(tái)上,在你的正下方的平地
上放兩塊海綿墊(沙發(fā)墊或軟泡沫枕頭),請(qǐng)你的同學(xué)在墊子旁等候,
然后,你對(duì)準(zhǔn)整墊子將雞蛋摔下去,雞蛋落在墊上竟能反彈一人多高
(如圖1.40—1)。如果你的同學(xué)機(jī)靈一點(diǎn),捉住反彈的雞蛋是不成
問題的。為什么雞蛋從那么高落下而安然無(wú)恙?雖然解釋起來(lái)并不困
難,但實(shí)地試試,你會(huì)感到非常有趣,甚至終生難忘,對(duì)動(dòng)量定理的
印象會(huì)更為深刻。
沸水永遠(yuǎn)是燙的嗎
勇敢的勤務(wù)兵賓茹夫一一凡是讀過德勒?凡爾納的長(zhǎng)篇小說(shuō)《赫
克特爾?雪爾瓦達(dá)克》的讀者,一定都跟他很熟悉——堅(jiān)決地認(rèn)為,
只要是沸水,那就無(wú)論什么時(shí)候、什么地方都是一樣熱。如果不是機(jī)
會(huì)湊巧把他跟他的司令官雪爾瓦達(dá)克一起被拋到了……彗星上,那他
就會(huì)一輩子這樣想。這個(gè)行蹤不定的彗星同地球相撞了,并且恰好把
地球上這兩位主人公所在的地方撞了下來(lái),使他們不得不跟著彗星的
橢圓形軌道前進(jìn)。就在這時(shí)候,這位勤務(wù)兵第一次在自己的經(jīng)驗(yàn)里看
出,沸水并不是到處都是一樣熱的。這個(gè)發(fā)現(xiàn)是他在準(zhǔn)備早餐的時(shí)候
意外得到的。
賓?茹夫把水倒進(jìn)鍋里,把鍋放在爐子上。他等著水沸,以
便把雞蛋放進(jìn)去。這些雞蛋在他看來(lái)似乎是空的,因?yàn)樗鼈兒茌p。
不到兩分鐘,水已經(jīng)沸了。
“真見鬼!現(xiàn)在火是怎樣燒的!”賓?茹夫高聲說(shuō)。
“不是火燒得更旺了,”雪爾瓦達(dá)克想了一想答道,“是水沸
得更快了?!?/p>
于是他從墻壁上取下溫度計(jì),插在沸水里。
溫度計(jì)告訴他沸水只有66攝氏度。
“啊!”軍官叫道,“水竟不是在100攝氏度沸騰,才到66
攝氏度就沸騰了!”“是嗎?長(zhǎng)官!…”
“是的,賓?茹夫,現(xiàn)在你得把雞蛋煮15分鐘才行?!?/p>
“哪它們不都硬了嗎?”
“不會(huì)硬的,老朋友,15分鐘剛夠把它們煮熟。”
這種現(xiàn)象的原因,顯然是大氣的高度已經(jīng)減小,地面上的空氣柱
大約已經(jīng)縮短了3/4。水在這樣小的氣壓下,當(dāng)然不到100攝氏度,
而是到66攝氏度就沸騰了。同樣的現(xiàn)象在高度達(dá)到11000米的山上
大概也會(huì)出現(xiàn)。假如這位軍官身邊有一個(gè)氣壓計(jì),它一定會(huì)把氣壓降
低的情況告訴他。
對(duì)于這兩位主人公所見的現(xiàn)象,我們倒不必去懷疑:他們說(shuō)水在
66攝氏度就沸騰了,我們可以把它當(dāng)做事實(shí)??墒俏覀兪謶岩?,
他們生活在這樣稀薄的大氣里,怎么會(huì)還覺得很好過。《雪爾瓦達(dá)克》
的作者說(shuō),類似的現(xiàn)象也可以在11000米的高處看到,這是完全正確
的。在那里,一算就可以算出,水的沸點(diǎn)的確應(yīng)當(dāng)是66攝氏度。不
過在這種地方,空氣的壓強(qiáng)應(yīng)當(dāng)?shù)扔诟?90毫米的水銀柱一一,恰好是
正常氣壓的1/4。在稀薄到這種程度的空氣里,呼吸差不多已經(jīng)不
可能了!因?yàn)檫@樣的高度已經(jīng)是在平流層里了!我們知道,不帶氧氣
面具飛到這種高度的飛行員,會(huì)因?yàn)榭諝獠粔蚨ブX,而雪爾瓦
達(dá)克和他的勤務(wù)兵竟覺得還可以過得去。好在雪爾瓦達(dá)克手里沒有氣
壓計(jì),否則小說(shuō)家也許還要強(qiáng)迫這個(gè)儀器不照物理學(xué)原理報(bào)告氣壓
哩。
假如這兩位主人公不是落在這個(gè)幻想的彗星上,而是落到了大氣
壓強(qiáng)不到60?70毫米水銀柱的火星上,那他們的沸水還要涼些——
只有45攝氏度。相反的,在氣壓比地面高得多的深礦井的底部,卻
可以得到十分熱的沸水。在深達(dá)300米的礦井里,水要到101攝氏度
才沸騰,在深達(dá)600米的深處則是102攝氏度。
蒸汽機(jī)的鍋爐里的水也是在極高的壓力下沸騰的,所以它的
沸點(diǎn)也極高。例如在14個(gè)大氣壓下,水的沸點(diǎn)是200攝氏度。反過
來(lái),在空氣泵的罩子底下,可以使水在普通的室溫里劇烈地沸騰起來(lái)。
那就是說(shuō),我們?cè)?0攝氏度的時(shí)候就能夠得到沸水。
吃雞蛋有訣竅
五香茶雞蛋是人們愛吃的,尤其是趁熱吃味道更美。
細(xì)心的人會(huì)發(fā)現(xiàn),雞蛋剛從滾開的鹵汁里取出來(lái)的時(shí)候,如果你
急于剝殼吃蛋,就難免連殼帶“肉”一起剝下來(lái)。要解決這個(gè)問題,
有一個(gè)訣竅,就是把剛出鍋的雞蛋先放在涼水中浸一會(huì),然后再剝,
蛋殼就容易剝下來(lái)。
一般的物質(zhì)(少數(shù)兒種例外),都具有熱脹冷縮的特性??墒?,
不同的物質(zhì)受熱或冷卻的時(shí)候,伸縮的速度和幅度各不相同。一般說(shuō)
來(lái),密度小的物質(zhì),要比密度大的物質(zhì)容易發(fā)生伸縮,伸縮的幅度也
大,傳熱快的物質(zhì),要比傳熱慢的物質(zhì)容易伸縮。雞蛋是硬的蛋殼和
軟的蛋白、蛋黃組成的,它們的伸縮情況是不一樣的。在溫度變化不
大,或變化比較緩慢均勻的情況下,還顯不出什么;一旦溫度劇烈變
化,蛋殼和蛋白的伸縮步調(diào)就不一致了。把煮得滾燙的雞蛋立即浸入
冷水里,蛋殼溫度降低,很快收縮,而蛋白仍然是原來(lái)的溫度,還沒
有收縮,這時(shí)就有一小部分蛋白被蛋殼壓擠到蛋的空頭處。隨后蛋白
又因?yàn)闇囟冉档投饾u收縮,而這時(shí)蛋殼的收縮已經(jīng)很緩慢了,這樣
就使蛋白與蛋殼脫離開來(lái),因此,剝起來(lái)就不會(huì)連殼帶“肉”一起下
來(lái)了。
明白了這個(gè)道理,對(duì)我們很有用處。凡需要經(jīng)受較大溫度變化的
東西,如果它們是用兩種不同材料合在一起做的,那么在選擇材料的
時(shí)候,就必須考慮它們的熱膨脹性質(zhì),兩者越接近越好。工程師在設(shè)
計(jì)房屋和橋梁時(shí),都廣泛采用鋼筋混凝土,就是因?yàn)殇摬暮突炷恋?/p>
膨脹程度兒乎完全一樣,盡管春夏秋冬的溫度不同,也不會(huì)產(chǎn)生有害
的作用力,所以鋼筋混凝土的建筑十分堅(jiān)固。
另外,有些電器元件卻是用兩種熱膨脹性質(zhì)差別很大的金屬制成
的。例如,銅片的熱膨脹比鐵片大,把銅片和鐵
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