生活中厨房里的物理知识
生活学习典型题例
[生活情景]
物理越来越广泛地应用于人们日常的生活生产中，人们生活也越来越离不开物理，可以说生活处处有物理，留心观察皆学问。就拿与我们朝夕相处的厨房来说吧，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，定会发现其中就蕴涵着丰富的物理知识，我们不妨来梳理一下：
【实际问题】
1．仔细观察自己家的厨房，统计一下厨房中有哪些用电器，你知道他们的工作原理吗？它们是怎样进行能量转化的？关于这些用电器你还了解哪些物理知识？
〖解题指导〗
这是一个与电学知识有关的问题。每个家庭的厨房都会有不少电器，觉见的有电饭锅、电炒锅、电热水壶、抽油烟机、微波炉、电灯等。它们的工作原理各不相同，但在工作过程中都会消耗电能，将电能转化为其它形式的能。
〖问题解析〗
⑴电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水都利用电流的热效应，都是将电能转化为内能，都是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的。
⑵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。
⑶微波炉是利用微波给食物加热的，其加热均匀，热效率高，卫生无污染。加热过程中将电能转化为电磁能，再将电磁能转化为食物的内能。它只能对含有水分的食物加热，微波不能穿透金属器血。因此盛食物的托盘不能是铁等属制品。
⑷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。
⑸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。
⑹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。
【实际问题】
2．观察厨房中常用工具或用品，思考其中蕴含的力学知识？
〖解题指导〗
厨房中常用用品的除了以上列举的电器外，涉及力学知识的一般还有水壶、菜刀、剪刀、热水瓶、勺子、铲子等。它们涉及的物理知识非常丰富，我们应从各个角度去审视。
〖问题解析〗
⑴水壶的壶嘴与壶身构成连通器。
⑵菜刀的刀刃非常薄是为了减小受力面积，增大压强，使切菜时快；有时刀刃上沾些油是为了使表面更加光滑，减小摩擦。
⑶菜刀、勺子、铲子、电热水壶等用品的柄上常常会带有花纹，除了美观外，更重要是为了使表面粗糙，增大摩擦，便于用手拿。
⑷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。
⑸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。
⑹高压锅是利用给锅加上一个密封圈，使锅内压强增大，从而使锅内液体的沸腾升高，使食物在高温下快速变熟。
⑺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。
【实际问题】
3．厨房是家庭中消耗能量较多的地方，经常会“热”气腾腾，其中热学知识应用非常广泛，就你的知识范围，你能列举出来哪些？
〖解题指导〗
热学现象可以从三个方面去观察归纳：热传递与热膨胀；物态变化；分子运动及内能。
〖问题解析〗
（一）与热学中的热传递和热膨胀有关的现象
⑴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。
⑵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，以便在烹饪过程中不烫手。
⑶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。
⑷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。
⑸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。
⑹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。
⑺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）。
⑻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
⑴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。
⑵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。
⑶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）。
⑷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。
⑸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。
⑹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。
⑺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。
⑻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”。
⑼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。
⑽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。
⑾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
⑴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。
⑵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。
⑶煲烫或炒菜时隔很远就会闻到香味，是分子运动的结果。
生活学习链接
【试一试】
1．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？
2．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？
3．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？
4．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？
〖中考链接〗
1．在图中，若用酒精灯给烧瓶的颈部加热一段时间，水中的小金鱼(填“烫死”或“自由游动”)；若把酒精灯放在烧瓶的下部加热相同时间，可以想象，小金鱼最后将 。
2．将温度计的玻璃泡浸入热水中，并立即仔细观察温度计细管里液面的高度变化，会发现液面先下降后上升，这是为什么？
3．在充满大量水蒸气的浴室里，你怎样区分哪一个是热水管，哪一个是冷水管？试说出你的理由。
4．小明和小红都想帮妈妈煮粥．小明认为粥锅里的水烧开后，可继续把火烧得很旺，煮得满锅沸腾，这样会很快将粥煮好。小红则认为，沸腾后应改用小火，盖上锅盖,让锅内微微沸腾，将粥煮好。你认为谁的想法更合理，请说出理由。
5．艺艺家买来的洗衣机上带的是三脚插头，由于家中没有三孔插座，于是把三脚插头安在两孔插座上，洗衣机照样工作，但这样做在时，容易造成触电事故。
6．电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连接的输电线却不热，这是因为（）
A．通过电炉上的电流比通过输电线上的电流大
B．电炉丝的电阻比电线的电阻大得多
C．电炉丝金属的比热容与输电线的比热容不同
D．以上三种说法都有道理
7．电冰箱、电视机、电风扇等用电器的后面分别装有铁片或制成空格状，这样做的目的（）
A．为了用电器的美观B．为了防止用电器漏电
C．为了防止用电器聚集热量D．为了节约用电器的制作材料
8．下列诗词或俗语中，不含有分子运动这一物理知识的是（）
A．稻花香里说丰年B．美酒飘香歌声飞
C．亲戚远来分外香D．墙里开花墙外香
9．在制药时，为了从溶液中提取抗菌素，要用加热的方法使水沸腾而除去水份，但是抗菌素不能超过80℃，那么应该采取的方法是（）
A．增大容器内的气压，使水的沸点低于80℃
B．降低容器内的气压，使水的沸点低于80℃
C．缩短加热沸腾的时间
D．用温水加热使其沸腾
10．一锅沸腾的油，魔术师把手伸进去，一分钟、两分钟……再把手拿出来——没事！对这一现象的分析正确的是（）
A．这是不可能的，是一种伪科学
B．这是不可能的，油在沸腾时温度不断升高
C．这是可能的，一定是这种油的沸点很低
D．这是可能的，一定是手上沾有水，水从油中吸收了热
11．夏天，没有冰箱的农村家庭，为了防止饭菜变味儿，常把饭菜放入脸盆，再把脸盆浮在水缸中。以下说法正确的是（）
A．水缸是沙石材料制成的，比热较小，有散热作用
B．水的比热较大，可以吸收较多热量
C．水缸中的水不断蒸发吸热使缸内温度降低
D．水缸周围的水蒸气在缸外壁液化吸热使缸内温度降低
【参考答案】
【试一试】
1．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。
2．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）。
3．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。
4．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。
【中考链接】
1．自由游动烫死2．温度计浸入热水中时，先接触热水的是玻璃泡，玻璃泡膨胀，容积变大，液面下降，随后玻璃泡的中水银也会受热膨胀，液面又会上升3．水管上有水珠的是冷水管．因为，浴室内热的水蒸气只有在遇到冷的东西时才能液化成小水珠4．小红的想法更合理，因为粥煮沸腾以后再加热温度不会再升高，只需用小火维持沸腾即可，这样更节省燃料5．洗衣机漏电6．B7．C8．C9．B10．C11．C
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