厨房中的物理知识

厨房中的物理知识我们认真观察厨房里燃料、炊具，做饭、做菜等全部过程，回忆厨房中发生的一系列变化，会看到有关的物理现象。利用物理知识解释这些现象如下。一、与电学知识有关的现象1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能，都是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的。2、排气扇（抽油烟机）利用电能转化为机械能，利用空气对流进行空气变换。3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头，插入三孔插座，防止用电器漏电和触电事故的发生。4、微波炉加热均匀，热效率高，卫生无污染。加热原理是利用电能转化为电磁能，再将电磁能转化为内能。5、厨房中的电灯，利用电流的热效应工作，将电能转化为内能和光能。6、厨房的炉灶（蜂窝煤灶，液化气灶，煤灶，柴灶）是将化学能转化为内能，即燃料燃烧放出热量。二、与力学知识有关的现象1、电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器，水面总是相平的。2、菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积，增大压强。3、菜刀的刀刃有油，为的是在切菜时，使接触面光滑，减小摩擦。4、菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹，使接触面粗糙，增大摩擦。5、火铲送煤时，是利用煤的惯性将煤送入火炉。6、往保温瓶里倒开水，根据声音知水量高低。由于水量增多，空气柱的长度减小，振动频率增大，音调升高。7、磨菜刀时要不断浇水，是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加，温度升高，刀口硬度变小，刀口不利；浇水是利用热传递使菜刀内能减小，温度降低，不会升至过高。三、与热学知识有关的现象（一）与热学中的热膨胀和热传递有关的现象1、使用炉灶烧水或炒菜，要使锅底放在火苗的外焰，不要让锅底压住火头，可使锅的温度升高快，是因为火苗的外焰温度高。2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成，是因为木料是热的不良导体，以便在烹任过程中不烫手。3、炉灶上方安装排风扇，是为了加快空气对流，使厨房油烟及时排出去，避免污染空间。4、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体，烫砂锅放在湿地上时，砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢，砂锅内外收缩不均匀，故易破裂。5、往保温瓶灌开水时，不灌满能更好地保温。因为未灌满时，瓶口有一层空气，是热的不良导体，能更好地防止热量散失。6、炒菜主要是利用热传导方式传热，煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的。7、冬季从保温瓶里倒出一些开水，盖紧瓶塞时，常会看到瓶塞马上跳一下。这是因为随着开水倒出，进入一些冷空气，瓶塞塞紧后，进入的冷空气受热很快膨胀，压强增大，从而推开瓶塞。8、冬季刚出锅的热汤，看到汤面没有热气，好像汤不烫，但喝起来却很烫，是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失（水分蒸发）。9、冬天或气温很低时，往玻璃杯中倒入沸水，应当先用少量的沸水预热一下杯子，以防止玻璃杯内外温差过大，内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力，致使杯破裂。10、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿，容易剥壳。因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩，但它们收缩的程度不一样，从而使两者脱离。（二）与物体状态变化有关的现象1、液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的；使用时，通过减压阀，液化气的压强降低，由液态变为气态，进入灶中燃烧。2、用焊锡的铁壶烧水，壶烧不坏，若不装水，把它放在火上一会儿就烧坏了。这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃，锡的熔点是232℃，装水烧时，只要水不干，壶的温度不会明显超过100℃，达不到锡的熔点，更达不到铁的熔点，故壶烧不坏。若不装水在火上烧，不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点，焊锡熔化，壶就烧坏了。3、烧水或煮食物时，喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量（液化热）。4、用砂锅煮食物，食物煮好后，让砂锅离开火炉，食物将在锅内继续沸腾一会儿。这是因为砂锅离开火炉时，砂锅底的温度高于100℃，而锅内食物为100℃，离开火炉后，锅内食物能从锅底吸收热量，继续沸腾，直到锅底的温度降为100℃为止。5、用高压锅煮食物熟得快些。主要是增大了锅内气压，提高了水的沸点，即提高了煮食物的温度。6、夏天自来水管壁大量“出汗”，常是下雨的征兆。自来水管“出汗”并不是管内的水渗漏，而是自来水管大都埋在地下，水的温度较低，空气中的水蒸气接触水管，就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”，说明空气中水蒸气含量较高，湿度较大，这正是下雨的前兆。7、煮食物并不是火越旺越快。因为水沸腾后温度不变，即使再加大火力，也不能提高水温，结果只能加快水的汽化，使锅内水蒸发变干，浪费燃料。正确方法是用大火把锅内水烧开后，用小火保持水沸腾就行了。8、冬天水壶里的水烧开后，在离壶嘴一定距离才能看见“白气”，而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高，壶嘴出来的水蒸气不能液化，而距壶嘴一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴，即“白气”。9、油炸食物时，溅入水滴会听到“叭、叭”的响声，并溅出油来。这是因为水的沸点比油低，水的密度比油大，溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾，产生的气泡上升到油面破裂而发出响声。10、当锅烧得温度较高时，洒点水在锅内，就发出“吱、吱”的声音，并冒出大量的“白气”。这是因为水先迅速汽化后又液化，并发出“吱、吱”的响声。11、当汤煮沸要溢出锅时，迅速向锅内加冷水或扬（舀）起汤，可使汤的温度降至沸点以下。加冷水，冷水温度低于沸腾的汤的温度，混合后，冷水吸热，汤放热。把汤扬起的过程中，由于空气比汤温度低，汤放出热，温度降低，倒入锅内后，它又从沸汤中吸热，使锅中汤温度降低。（三）与热学中的分子热运动有关的现象1、腌菜往往要半月才会变咸，而炒菜时加盐几分钟就变咸了，这是因为温度越高，盐的离子运动越快的缘故。2、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，这是因为分子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。我们在日常生活、生产中只要细心观察身边的物理现象，联系到我们学过的物理知识，去分析和解释这些现象，就能够提高观察、分析及解决物理问题的能力。我们在厨房里，若留心看一下其中的炉灶、器皿以及做饭、炒菜中出现的一些现象，定会发现很多处要用到物理知识。一、热凉粥或冷饭时，锅内发出”扑嘟、扑嘟”的声音，并不断冒出气泡来，但一尝，粥或饭并不热，这是为什么？把凉粥或饭烧热与烧开水是不一样的。虽然水是热的不良身体，对热的传导速度很慢，但水具有很好的流动性。当锅底的水受热时，它就要膨胀，密度减小就上浮，周围的凉水就流过来填补，通过这种对流，就把锅底的热不断地传递到水的各部分而使水变热。而凉粥或饭，既流动性差又不易传导热。所以，当锅底的粥或饭吸热后，温度就很快上升，但却不能很快地向上或四周流动，大量的热就集中在锅底而将锅底的粥烧焦。因热很难传到粥的上面，所以上面的粥依然是凉的。加热凉粥或饭时，要在锅里多加一些水，使粥变稀，增强它的流动性。此外，还要勤搅拌，强制进行对流，这样可将粥进行均匀加热。二、用砂锅煮肉或烧汤时，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，而铁、铝锅却没这种现象，这是为什么？因为砂锅是陶土烧制成的，而非金属的比热比金属大得多，传热能力比金属差得多。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，储存了很多热能。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，铁、铝锅就不会出现这种现象（其原因请同学们自己分析）。三、炒肉中的“见面熟”。逢年过节，人们总要炒上几个肉菜，那么怎样爆炒肉片呢？若将肉片直接放入热油锅里去爆炒，则瘦肉纤维中所含的水分就要急剧蒸发，致使肉片变得干硬，甚至于会将肉炒焦炒糊，大大失去鲜味。为把肉片爆炒得好吃，师傅们往往预先将肉片拌入适量的淀粉，则肉片放到热油锅里后，附着在肉片外的淀粉糊中的水分蒸发，而肉片里的水分难以蒸发，仍保持了原来肉的鲜嫩，还减少了营养的损失，肉又熟得快即“见面熟”。用这种方法炒的肉片，既鲜嫩味美，又营养丰富。四、冻肉解冻用什么方法最好？从冰箱里取出冻肉、冻鸡，如何将其解冻呢？用接近0℃的冷水最好。因为冻肉温度是在0℃以下，若放在热水里解冻，冻肉从热水中吸收热量，其外层迅速解冻而使温度很快升到0℃以上，此的肉层之间便有了空隙，传递热的本领也就下降，使内部的冻肉不易再吸热解冻而形成硬核。若将冻肉放在冷水中，则因冻肉、冻鸡吸热而使冷水温度很快降到0℃且部分水还会结冰。因1克水结成冰可放出80卡热量（而1克水降低1℃只放出1卡热量），放出的如此之多的热量被冻肉吸收后，使肉外层的温度较快升高，而内层又容易吸收热量，这样，整块肉的温度也就较快升到0℃。如此反复几次，冻肉就可解冻。从营养角度分析，这种均匀缓慢升温的方法也是科学的。厨房中的物理知识练习题1:在日常生活中，将面制品放在水中煮，不会发黄、变焦，而放在食用油中炸，则会发黄、变焦，甚至炸糊，这一现象说明（）A，油炸制食品的能力比水强B，油的传热性能比水强C，油的沸点比水高D，油在沸腾时温度继续上升，而水在沸腾时温度保持不变答案：C。水的沸点在标准大气压下是100℃，而油的沸点要远高于100℃。题2:小明两次煮鸡蛋，第一次在水沸腾后，继续用“急火”煮，第二次在水沸腾后即将火焰调小用“文火”煮，但仍然保持锅中的水沸腾，直到将鸡蛋煮熟，两次比较（）A，第一次省时间B，第二次省时间C，两次所用时间基本相同D，第一次省燃料答案：C。因为水沸腾时温度保持不变，“急火”只能使水的汽化加快，不能使鸡蛋吸热加快。题3：夏天，厨房里的自来水管壁上常常有水珠，这是因为（）A，夏天自来水的温度较高，蒸发较快，在管壁形成水珠B，夏天空气中的水蒸气较多，遇到温度较低的自来水管就在管壁上液化形成水珠C，夏天气压较低，管内外压强差大，水透过管壁微孔渗出D，夏天用水量大，水厂需要自来水加压，管内外压强差大，因此有少量水透过管壁微孔渗出答案：B。因为夏天气温较高，空气中充满了水蒸气，当遇到天气略有变化时，这些水蒸气遇到冷的自来水管壁就液化。题4：在家里用水壶烧开水时，当看到从壶嘴冒“白气”时，我们就知道水开了，在这一过程中看到的是现象。答案：先汽化后液化。烧开水时，壶中的水沸腾产生的水蒸气，从壶嘴喷出，在壶嘴的上方遇到冷的空气，迅速液化成小水滴，这就是我们看到的“白气”。题5：用水壶烧水，当水开了后，用水壶向热水瓶中注开水时，你的父母在一旁提醒你：“水快满了”，那么，你的父母是根据什么判断的呢？答案：是根据声音音调的变化来判断的。原来随着热水瓶里的水的增多，水上方空气柱越来越短，它的振动频率也越来越大，听起来的声音也越来越高，越来越尖。题6：在炒辣椒时，厨房里的人总是炒的眼睛水直流，有的还打喷嚏，这是因为扩散现象的原因。答案：在炒辣椒时，辣椒中的分子受热，加快了扩散，分子运动加剧，进入到人的眼睛和鼻子引起人的器官的反映。题7：下列事件中不能说明分子运动的是（）A，从烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡B，酒瓶盖打开后，屋子里很快就闻到酒香味C，用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸D，往开水中放些白糖，水会变甜答案：A。我们的人肉眼是看不到分子的，只能“尝味道”、“看颜色”、“闻气味”。题8：生活中，人们常常把碗放在锅内的水中蒸食物，要求是碗不能与锅底接触，当锅里的水沸腾时，碗里的水会（）A，稍后沸腾B，同时沸腾C，温度总是低于锅内水的温度，因而不会沸腾D，温度能够达到沸点，但不会沸腾答案：D。因为水沸腾要满足两个条件，一是要达到沸点，二是要继续吸热，当锅内的水达到沸点时，碗内的水也可以达到沸点，但二者温度相同，不能发生热传递，碗内的水无法从锅内的水吸收热量，所以不会沸腾。题9：与厨房有关的两个词分别是“扬汤止沸”和“釜底抽薪”，这两个词个说明了什么道理？答案：前者是指把热水舀起一部分，然后再倒回去，由于这部分水要带走部分热量，放入锅里时又要从锅里的水中吸收热量，使锅里的水暂时停止沸腾；后者则将灶里的燃料拿出，停止热量供给，使锅里的水无