1、管建祥生活物理学管建祥:生活物理学2011年09月23 日生活 物理学管建祥 （阜宁高等师范学校，224000） 物理 是研究物质运动及其规律的科学。从亚里士多德时代的自然哲学，到牛顿时代的经典力学，直至现代 物理 中的相对论和量子力学等，无不是对自然现象及其规律的不断认识的结果。大到对宇宙的探索，小到对微观世界的认识，处处充满 物理学 ，同时， 物理 已经渗透到社会生活的方方面面。如果我们在学习 物理 的过程中注意学以致用，不仅能巩固所学知识，而且会养成一个勤于思考的好习惯，把 物理学 深、学活、学得有意思。本文就日常生活不可缺少的厨房说起，谈谈厨房中的 物理学 。 1热传导 锅 、手勺、漏
2、勺、铝锅等炊具的柄都用木头、塑料或焦木制作，因为木头、塑料或焦木是热的不良导体，在烹饪过程中传热慢不烫手。 往保温瓶灌开水时，不灌满，能更好地保温。因为未灌的瓶口处有层气体，它是热的不良导体，能更好地防止热量的散失。 保温瓶胆结构双层，夹层内真空，不易传热，减少能量损失。 当汤煮满锅时，迅速向锅内加冷水或把汤扬起再倒入锅内都可以制止沸腾。原因加入冷水，因冷水的温度低于沸腾汤的温度。热量自动由高温物体流向低温物体。混合时，冷水吸热，汤放热。把汤扬起再倒入锅的过程中，由于汤在空气中流动，加强了蒸发，释放了一部分热量，使温度有所降低，倒入锅内时，混合后汤的温度可降低到沸点以下。 用砂锅煮食物，食物煮
3、好后，让砂锅离开火炉，锅内还能继续煮一会儿。这是因为砂锅为热的不良导体，砂锅底的温度高于 100摄氏度，而锅内的食物温度低于100摄氏度，当砂锅离开火炉后，锅内食物还可以继续从锅底吸收热量、沸腾，直至砂锅的温度降为100摄氏度为止。 2冷凝 夏天自来水管大量“出汗”，常常是要下雨的征兆。必须明确，自来水管“出汗”现象，并不是管内的水渗透。由于自来水大都来自地下，温度较低，空气中的水蒸气接触到水管壁，就会放出热量而液化，一旦水管壁大量“出汗”，说明空气中水蒸气含量高，湿度大，温度大，这正是下雨的前兆。 冬天水壶里的水烧开后，在壶嘴一定距离才能看到“白气”紧靠壶嘴的地方看不到“白气”。这是因为紧靠
4、壶的地方温度较高，壶嘴喷出来的水蒸气不能液化，而距壶嘴一定距离的地方温度低，壶嘴喷出来的水蒸气放热液化成小水滴，即看到的“白气”。 夏天冰箱里拿出来的棒冰“冒气”，是因为周围空气湿度大，空气中的水气遇冷凝结，形成“水气”。 夏天用我国南方一种陶土做的凉水壶装开水，会很快冷却，且比气温低，这是因为陶土容器中的水可以渗透出来，到了容器壁外的水会很快到蒸发，蒸发时要从容器和它里面的水里吸收大量的热，因而使水温很快降低。当水温降低到和气温一样时，水还会继续渗透、蒸发，还要从水中吸热，水温继续降低，但因为水温低于气温后，水又会从周围空气中吸热，故水温又不会降得过低。 冰箱里的东西拿出来后外侧有水，这些水
5、为空气中的水气在冷的物体表面凝集而成。 3分子运动 长期堆煤的墙角处，若用下小刀从墙上刮去一薄层，可看到里面呈黑色。这是因为分子是不停地作无规则运动，在长期堆煤的墙角处，由于煤分子扩散到墙里，所以即使刮去一薄层，仍可看到里面呈黑色。 4燃烧 炉灶烧火或炒菜做饭时，不要让锅底压着火头，要把锅底放在火苗的外焰，因为火苗的外焰温度高，而内焰的温度低，这样可以使锅底的温度升高得快。 小灶的变迁，从大土砖灶到红砖砌的“节能灶”，从土煤炉到蜂窝煤炉，从沼气炉到液化气灶，每次改进之所以深受人们的欢迎，主要是每次改进都能使燃料燃烧更充分，既节省了燃料，又减少了废气（烟）污染，当然还有使用更方便的因素。 5流体
6、运动 炉灶上面安装排风扇，是为了加快空气的对流，使厨房里的油及时排出去，避免污染房间，因为排风扇的高速旋转，产生了低压，导致油污烟流向排风扇。 倒油时，油注从上到下越来越细，因为在下方的油流动的速度大，流体的压强小，周围的大气压强上下一样，流速大的油内外压强差大，油被压得更细。 燃煤炉灶在燃烧过程中，烟会受到抽风的作用。也就是说，即使火不是正好位于烟囱之下，烟仍然会流向烟囱而不泄到室内。但在点火时，往往会“倒烟”。当人们用民间土法“引火”之后，烟囱的抽风作用立即增大。为什么会产生这些奇异的现象？我们用 物理学 中的气压知识，并能解释其原理。 6热反射 保温瓶胆双层夹层内真空，内侧通过银镜反应镀
7、上了水银，瓶内、外侧呈明亮的镜子反射热量，起到有效的保温作用。 7挥发 冬季喝刚出锅的汤时，看到汤面没有热气，好象汤不烫，但喝起来却烫口，因为汤面上一层油阻止了汤内壁蒸发热量的散失。油与水相比不易挥发，传热较慢。 8液化 烧水或煮食物时，喷出的热蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为它们变成同温度的热水、热汤时，要放出更多的热量。 9汽化 在热锅里和烧的温度很高的锅里滴有同样的一滴水，热锅里水滴先蒸干。原因是水滴滴入温度很高的锅中，接触处的水急剧液化形成一层水蒸气，着层水蒸气托起尚未汽化完的水滴，减缓了水滴汽化的速度，同时引起了水滴的跳动，跳动过程中，由于水蒸气的散失，水滴受重力的作用下落，将又与热
8、锅接触，再次形成一层水蒸气而托起水滴。如此反复，水滴不断跳动，并且逐渐减小直至消失，汽化时间当然长一些，所以后蒸干。而水滴在热锅中直接汽化，很快蒸发干。 煮食品时，并不是火越旺越快，因为水沸腾时的温度是不变的，既使再加入大火力，也不能提高水温，而结果只是加快了水的汽化，使锅内的水干得更快而已，白白浪费了燃料。正确的方法是用大火把水烧开后，就改用小火，保持锅内的水一直沸腾就行了。 10热胀冷缩 在冬天或气温很低的情况下，往玻璃杯中倒入沸水时，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，内外壁膨胀不匀产生过大 应力 使之爆裂。 滚汤的砂锅放在湿地易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体，滚
9、汤的砂锅放在湿地上时，砂锅外壁迅速放热收缩，而内壁温度降低很慢，砂锅内外收缩不匀，故易破裂。 冬季从保温瓶里倒出一些开水盖塞紧瓶塞时，常常会看到瓶塞马上往上跳一下（有时会脱离瓶口掉在地上），这是因为随着开水的倒出，进入了一些冷空气，瓶塞塞紧后，进入的冷空气很快膨胀，压强增大，推开瓶塞。 煮熟后滚汤的鸡蛋和在沸水中汤一下的西红柿，放入冷水中浸一会，容易剥壳和剥皮。因为滚烫的蛋壳与蛋白、西红柿皮与肉遇冷后都会收缩，但它们的收缩程度不一样，从而使两者脱离。 11热缩冷胀 冬天的水管极易被“冻裂”，那是因为水在4摄氏度时密度最大，而高于4摄氏度时，随着温度升高，密度越来越小，出现热胀冷缩现象；低于4摄
10、氏度时密度，随着温度降低，密度越来越小，出现热缩冷胀现象。水的凝点是0摄氏度，在常压下，低于0摄氏度就变成了固态，固态的水因为体积变大，对水管壁产生更大的 应力 ，如果水管的强度不够，就会被撑裂。在天气转暖高于0摄氏度时，水又从固态变成液态，从裂缝处流出。 12湿胀干缩 葡萄酒对密封性要求较高，一般用高密度的压缩木塞，因为木材等植物纤维类有“湿胀干缩”特性，能较好地达到密封的效果。 13热软冷硬 磨刀时要往菜刀上洒水，因为刀与磨刀石摩擦生热，刀的温度过高时钢铁硬度会减小，刀口就不锋利了，洒水后吸收了热量，刀的温度就不会升得过高了，金属类物体，都有“热软冷硬”的特点。 14熔点 用锡焊的铁壶烧水
11、，壶烧不坏，若不装水把它放在火上一会儿就会烧坏了。这是因为水的沸点在标准气压下是100摄氏度，焊锡的熔点是232摄氏度，装水烧时，只要水未烧干，壶内壁温度保持100摄氏度，由于金属良好的导热，壶的温度总不会超过100摄氏度很多，达不到锡的熔点，所以壶烧不坏。若不装水放在火上烧，不一会壶的温度就会达到锡的熔点，焊锡熔化，壶就坏了。 15沸点 烧油时防止有水。油里有水时，因为水的沸点低，油的沸点高，油的比重小，水的比重大，煮沸的水就爆炸，会产生危险。 密度 烧汤时油浮在水面，因为水的密度比油的大。 16溶解 糖、盐和味精等固体在水中逐渐消失，这个过程叫溶解。 17扩散 酱油和醋放入水中、啤酒倒入饮
12、料中时，液体分子间自动趋向均匀，这个过程叫扩散，扩散现象的本质是液体分子在不停作无规则运动（布朗运动）的结果。 18渗透 干海带、干黑木耳放在水里后，水进入海带、木耳并使它们膨胀，这个过程叫渗透。 19分子间有空隙 一体积的糖加一体积的水后，为什么不是两个体积呢？因为，糖分子和水分子相互跑到对方中间，总体积变小，也说明分子间有空隙。 20分子无规则运动 打开油、酱油、醋、酒等，立即就闻到味道，这是因为任何物体都在作无规则的运动。这些物质的分子运动到我们的鼻子后，我们感受到它们的存在。 21毛细现象 刷碗碟、摸桌子的布：为什么不用塑料类材料，因为这些塑料类材料和水之间不浸润，不吸收水分。用棉布类
13、可以通过毛细现象吸收更多的水。 22力与压强、面积之关系 刀口的锋利程度：刀口的锋利程度指刀口的钝与锐，更细地说指刀口的宽度，使用压力、受力面积和压强之间的关系予以解释。 23力的合成与分解 刀身的锲形程度，使用力的分解，以小力产生大分力予以解释。 24力矩 刀柄的长短，使用力矩平衡予以解释。 听装啤酒、饮料及食品等，在开启部分有个拉手，用力拉时，产生一个力矩，因为动力臂长于阻力臂，所以，用很小的力，就会产生很大的开启力拉掉盖子。 开瓶装啤酒、饮料、白酒的扳手，也使用了力矩概念。 25摩擦力 刀口的平整和锯齿形，用摩擦、力的分解等解释。 竹筷、木筷为何比塑料筷用的多，因为筷子能否方便地夹住东西
14、，主要决定于筷子与被夹物的摩擦力，塑料制作的筷子的与被夹物之间的摩擦力小。 26切削力 刀的平整程度，用切割物体时的受力大小及功能不同予以解释，如切易分割的物体，只要刀口锋利，一般做得较扁平，而剁骨头的刀，若如此，极易卷口，故一般都比较厚； 刀的质量底下，当菜刀在接触物体后速度变化率一样的情况下，质量大的刀所受的力一定大，因此给被切割物体的作用力比较大。 27咸菜干“返潮” 含盐分的物体有时有“返潮”现象：说明空气湿度大，天要下雨，“础润而雨”就是这个道。 28大气压 倒液态物体，如油、酱油、醋、酒、牛奶等，如果只有一个孔，那么，随着流出的液体越来越多，瓶里的液、气压强越来越小，流的越来越难。
15、如果搞成双孔，那么内外大气压抵消，液体在重力的作用下，会流畅地下滑。 29压强越大沸点越高 用高压锅煮食物熟得快，主要是增大了锅内的压强，提高了沸点，即提高了煮食物的温度。 30油层保护 金属，特别是铁制品遇水或电解质后易发生化学反应而生锈，所以，在锅用完后，及时将锅里的水加热烘干，再在表面涂上油，起到保护的作用。 31硬度 煤气灶、瓷器及铝锅尽量不用金属球（丝）擦，因为金属球（丝）比煤气灶、铝锅的硬度大，用力过大会损伤煤气灶及瓷器的涂层和铝锅。但玻璃器皿上有污垢时可以擦，因为玻璃的硬度比金属大，玻璃可以在金属上留下擦痕，而金属不易在玻璃上留下擦痕。 32摩擦发热 磨刀时，刀和磨刀石都发热，这
16、是典型的摩擦发热现象。 33能量转化 用煤气烧饭时，煤气的化学能转化为锅、水及烧煮食物的热能，因为热汽上升，冲出锅外，这时能量又转化为汽的动能和势能。用电烧饭时，开始的能量由电能转化而来。 磨刀时，刀和磨刀石都发热，人身体的化学能转化为手运动的机械能，再转化为石头的机械能，最后转化为刀、刀屑和磨刀石热能。 34原子发光 灯泡会放光，这是由于钨丝内的原子发光。原子的结构十分简单，它由一个原子核和环绕着原子核旋转的电子所组成。电子的位置并非任意的，而是在一些看不到的能量层上面。当电子位于一高能量层，只要经过一段很短的时间后，它就会自动跳到低能量层，并且发射某种颜色的光线。 35重心与平衡 整西瓜放
17、在桌上容易滚动，半边西瓜不易滚动，是因为，整西瓜的重心几乎在西瓜的几何中心，西瓜平衡时，一旦失去平衡，重心的高度几乎不变，会在新的位置平衡，如果开始速度较大，就难以停下来。或者当桌子有一定的坡度时，西瓜的重心的高度会越来越低，永远也处于一个不平衡的状态，就不稳了。而半边西瓜，其处于平衡位置时，稍微偏离平衡位置，重心的位置就升高，因为重力的作用，使得它又回到原来的平衡状态，即使不断晃动或者放在有微小角度的斜面上，也不会影响最终的稳定。 厨房里的学问很大，涉及到 物理学 众多的知识内容，以上所述，仅是一小部分。只要我们细心体会，多思考、多提问，我们还会在厨房中找出很多 物理学 的知识。新课标告诉我
18、们“义务教育阶段的 物理 课程应贴近学生生活，符合学生认知特点，激发并保持学生的学习兴趣，通过探索 物理 现象，揭示隐藏其中的物理 规律，并将其应用于生产生活实际，培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。”这就要求，教师要引导同学们树立科学意识，大处着眼，小处着手，经历观察、思考、实践、创新等活动，逐步掌握科学的学习方法和思维方式。用身边的事例去解释和总结 物理 规律，简化概念和规律的学习，活学活用 物理学 。 “生活 物理学 ”在 物理 教学2007年2期发表，由云南教育-中学教师2007年5期全文转载 作者简介 管建祥（1965），男，汉族，江苏阜宁人，研究生学历，工商管理硕士（MBA），阜宁高等师范学校旅游信息港口系副主任、副教授，研究方向为教育经营与管理、 物理 教学。 作者：管建祥 所在城市：盐城市 职称：副教授 出生年月：1965.1 学历：研究生 邮政编码：224000 学位：工商管理硕士（MBA） 工作单位：江苏省阜宁高等师范学校 手机：18912577858、15365779812 通讯地址：江苏省盐城高职园区盐渎路9000-7号 QQ:908932219 邮箱： 或者dqwc_ 特别声明： 1：资料来源于互联网，版权归属原作者 2：资料内容属于网络意见，与本账号立场无关 3：如有侵权，请告知，立即删除。
