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文檔簡介
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:燒開水時,水開前響聲較水開后響。為什么“開水
不響,響水不開”呢?注意觀察一下就會發(fā)現(xiàn):水中沒有出現(xiàn)氣泡時,是聽不到響聲的,而
氣泡的產(chǎn)生就會伴隨著響聲的出現(xiàn)。由此可見,燒開水時發(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。水對空氣的溶解度及器壁對空氣的吸附量隨溫度的升高而減少。當(dāng)水被加熱時,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,便離開器壁開始上浮,整個過程的聲音就
象往燒紅的鐵上倒水一樣,試想一下:無數(shù)個這樣的劇烈汽化響聲匯合在起會產(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,氣泡會迅速上浮,這種劇烈
汽化過程的時間要比沸騰前要短,響聲自然就小了。
原因之二:氣泡上浮過程中的變化對響聲大小的影響
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,壓強也在減小,而外界壓強基本不變,此時,泡外壓強大于內(nèi)壓強,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)生和膨脹就越來越多,越
來越大,但當(dāng)氣泡上升到溫度較低的地方時,氣泡中的水蒸氣又要凝結(jié)成水,體枳又逐漸地
減小。那么在這樣的過程中,隨著溫度的升高,氣泡的體積一會兒膨脹一會兒縮小,又不斷
的上浮,在水的中、上部會產(chǎn)生一種振動,當(dāng)水溫接近沸點時,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。
在水的溫度達到沸騰的溫度時,由于對流和氣泡不斷地將熱能帶至中、上層,使整個
容器的水溫趨于一致。水的內(nèi)部急劇汽化,氣泡內(nèi)水蒸氣達到飽和,密度大氣壓高,在上升
過程中其體積不僅不會縮小,而且還繼續(xù)增大。這時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。由于此時氣泡上升至水面破裂,
對水的振蕩減弱,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
周末的科技晚會上,劉老師和小華的節(jié)目是“冰使水開”。這個節(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。緊接著他拿掉酒精燈,用軟木塞把瓶口
塞緊,并把燒瓶翻過來底朝天,這時水已經(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,瓶內(nèi)的水
就又重新沸騰起來了,如圖6—10。看到這兒,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,因為液體的沸點跟液面上的氣體壓強有關(guān)系。壓
強增大,沸點升高;壓強減小,沸點降低。當(dāng)把冰放在朝天的燒
瓶底上時,瓶內(nèi)上部的水汽遇冷液化成水,瓶內(nèi)的氣壓降低。當(dāng)
氣壓降低到一定程度時,水就會重新沸騰起來??梢娝闹匦路?/p>
騰,是由于水面上氣壓降低的緣故。ra6-10
廚房中的物理知識
河北省冀州市北漳淮鄉(xiāng)北內(nèi)漳學(xué)校李同心
物理越來越廣泛地應(yīng)用于們?nèi)粘5纳钌a(chǎn)中,人們生活也越來越離不開物理,可以
說處處與物理打著交道,就拿與人們朝夕相處的廚房來說吧,其中就蘊涵著豐富的物理知識,
現(xiàn)殞舉如下:
一、與電學(xué)知識有關(guān)的現(xiàn)象
i.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)利用電能轉(zhuǎn)化為機械能,利用空氣對流進行空氣變換。
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。
3.菜刀的刀刃有油,為的是在切菜時,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,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,空氣柱的長度減小,振
動頻率增大,音調(diào)升高。
7.磨菜刀時要不斷澆水,是因為菜刀與石頭摩擦做功產(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,不會升至過
高。
三、與熱學(xué)知識有關(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,是因為火苗的外焰溫度高。
2.鍋鏟、湯勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄用木料制成,是因為木料是熱的不良導(dǎo)體,以
便在烹任過程中不燙手。
3.爐灶上方安裝排風(fēng)扇,是為了加快空氣對流,使廚房油煙及時排出去,避免污染空
間。
4.滾燙的砂鍋放在濕地上易破裂。這是因為砂鍋是熱的不良導(dǎo)體,燙砂鍋放在濕地上
時,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,不灌滿能更好地保溫。因為未灌滿時,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,常會看到瓶塞馬上跳一下。這是因為
隨著開水倒出,進入一些冷空氣,瓶塞塞緊后,進入的冷空氣受熱很快膨脹,壓強增大,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,但喝起來卻很燙,是因為湯
面上有一層油阻礙了湯內(nèi)熱量散失(水分蒸發(fā))。
9.冬天或氣溫很低時,往玻璃杯中倒入沸水,應(yīng)當(dāng)先用少量的沸水預(yù)熱-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兒,容易剝殼。因為滾燙的雞蛋殼與蛋白遇
冷會收縮,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,通過減
壓閥,液化氣的壓強降低,由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),進入灶中燃燒。
2.用焊錫的鐵壺?zé)瑝責(zé)粔?,若不裝水,把它放在火上一會兒就燒壞了。這是因
為水的沸點在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下是100C,錫的熔點是232C,裝水燒時,只要水不干,壺的
溫度不會明顯超過100℃,達不到錫的熔點,更達不到鐵的熔點,故壺?zé)粔摹H舨谎b水在
火上燒,不一會兒壺的溫度就會達到錫的熔點,焊錫熔化,壺就燒壞了。
3.燒水或煮食物時,噴出的水蒸氣比熱水、熱湯燙傷更嚴(yán)重。因為水蒸氣變成同溫度
的熱水、熱湯時要放出大量的熱量(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)沸騰一會兒。這
是因為砂鍋離開火爐時,砂鍋底的溫度高于100C,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,即提高了煮
食物的溫度。
6.夏天自來水管壁大量“出汗”,常是下雨的征兆。自來水管“出汗”并不是管內(nèi)的
水滲漏,而是自來水管大都埋在地下,水的溫度較低,空氣中的水蒸氣接觸水管,就會放出
熱量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”,說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。因為水沸騰后溫度不變,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”。這是因為緊靠壺嘴的地方溫度高,壺嘴出來的水蒸氣不能液化,而距壺嘴
一定距離的地方溫度低;壺嘴出來的水蒸氣放熱液化成小水滴,即“白氣”。
9.油炸食物時,濺入水滴會聽到“叭、叭”的響聲,并濺出油來。這是因為水的沸點
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,灑點水在鍋內(nèi),就發(fā)出“吱、吱”的聲音,并冒出大量的
“白氣”。這是因為水先迅速汽化后又液化,并發(fā)出“吱、吱”的響聲。
11.當(dāng)湯煮沸要溢出鍋時,迅速向鍋內(nèi)加冷水或揚(舀)起湯,可使湯的溫度降至沸
點以下。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)中的分子熱運動有關(guān)的現(xiàn)象
我們在“常生活、生產(chǎn)中只要細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,
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),廚房中的物理知識應(yīng)用真可謂冰山
角,我們必須更加努力的學(xué)習(xí),積累物理知識,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:
(液體化為氣體時要吸熱。反之,氣體化為液體時要放熱。電冰箱要怎樣安排這兩種
物態(tài)變化,才能達到制冷的目的呢?)
電冰箱是利用蒸發(fā)致冷或氣化吸熱的作用而達到制冷的目的。
電冰箱的喉管內(nèi),裝有?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),是一種無色無臭無毒的氣體,沸點為29℃。
筑利昂在氣體狀態(tài)時,被壓縮器加壓,如圖卜方所示。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,溫度就會升高)后,冷凝而成液體。
液體的氟里昂進入蒸發(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)橐后w,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?種電加熱器,可以用來燒開水、熱牛奶、煮咖啡等,快
捷而方便。
“熱得快”的加熱螺圈通常是用?種較細的金屬管繞制成的,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,這樣使液體很快被加熱,而且也不會燒壞電熱
絲。如果讓“熱得快”在空氣中干燒,熱量不易散發(fā),金屬外管會很快烤焦,甚至燒紅,管
內(nèi)的電熱絲便會燒斷。所以,使用時應(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,待“熱得快”溫度降低后,再從液體中拿出,擦干收藏。
由于“熱得快”中的電熱絲是用銀鐵合金制成的細絲,一般較脆、容易震斷。因此,“熱得
快”不能劇烈震動,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”一旦斷絲便無法修復(fù),只有換新的了。
從高壓鍋說起
茹自青
三百多年前,法國有個名叫丹尼斯?巴本的人,他是一個物理學(xué)家,也是一個醫(yī)生,
還是一個機械師。由于那時法國國王亨利四世對新教徒的迫害,巴本不得已逃往國外。在跋
山涉水的路途中,他發(fā)現(xiàn):在高山上煮馬鈴薯時,盡管鍋里的水嘩嘩地沸騰,馬鈴薯還是煮
不軟。在帕斯卡山實驗證實的“高山上的大氣壓比海平面低”的啟示下,巴本猜想:液體的
沸點是否隨大氣壓的減小而降低呢?到了國外以后,他便從事這方面的研究工作。終于用實
驗證實了“液體的沸點隨大氣壓強的減小而降低”的猜想。
巴本進?步想,如果把問題倒過來,用人工加壓的方法增大氣壓,那么水的沸點不就
會升高了嗎?1681年,巴本根據(jù)這個道理設(shè)計并制成了世界匕第一個高壓鍋,當(dāng)時人們把
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,巴本訪問英國時,在英國國王查爾斯二世的要求下,曾作了一次表演,用巴本鍋煮肉,
不僅省時間,而且就連堅硬的骨頭,也能煮得像奶酪一樣松軟。
當(dāng)前,我國市場上出售的壓力鍋,工作壓強約為1.3X10,帕,水的沸點是124℃。用
它來房飯比用普通鍋節(jié)約時間。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
高達40X10,帕,水的沸點為249℃,用這樣的高溫高壓蒸汽推動蒸汽輪機發(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,各界知名人士前來參加通車典禮,在隧道里
還舉行了慶祝酒會,會上大家一致感到香檳酒的氣不夠,味不濃。可是,會后大家返回地面
上時,一個個嘴里卻不住地打嗝,感到肚子脹。但是,當(dāng)他們重新回到地下時,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?。?/p>
二、1971年6月30日,蘇聯(lián)宇宙飛船“聯(lián)合H號”由太空返回地面時,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)過對尸體的解剖化驗,確定宇航員死于“血液沸騰癥”。
科學(xué)家又對飛船進行檢查,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,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,由于表面張力會出現(xiàn)表面收縮的趨勢;液體與固體接觸的
附著層會出現(xiàn)浸潤與不浸潤現(xiàn)象;由于表面層和附著層的影響,在毛細管內(nèi)又會出現(xiàn)毛細觀
象。這些現(xiàn)象在日常生活中普遍存在。
先在鍋里滴幾滴水,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。再滴幾滴水珠到鍋底,會立即聽
見嗤嗤聲,出現(xiàn)了水變成水蒸氣的強烈汽化。請注意觀看: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。這說明,液體在表面張力作用下,表面積
會盡可能的小
香脆的爆米花
“砰!”隨著一聲巨響,爆米花的香氣便飄散開來。爆米花個大粒圓,酥脆芳香,是
很受小朋友歡迎的一種膨體食品。大米經(jīng)過爆米機一加工,體積陡然脹大好多倍,難怪人們
風(fēng)趣地把爆米機稱作“糧食擴大器”哩!
那么,米粒是怎樣被擴大的呢?
我們知道,密封在容器中的氣體,都有一個特別的脾氣:溫度增高,壓強就增大。給
爆米機加熱的時候,密封在罐里的空氣的壓強逐漸增大;同時,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,聚積在鐵罐內(nèi)。罐的溫度不斷升高,罐內(nèi)的氣壓越來越
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,一個個米粒象
憋足了氣的小氣球,只因為受到罐內(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個大氣壓的時候(這從氣壓表上可以看出),便停止加熱。這時,爆米花的師傅拿一條長
布袋套在爆米機的口上,然后打開蓋子。說時遲,那時快,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)演出來的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,它已成為生產(chǎn)上的強大動力。
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驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。愛因斯坦說:“喜愛比責(zé)任是更好的教師?!?/p>
在教學(xué)中,有意識地引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活實際,分析物理現(xiàn)象;利用身邊物品,進行物理實驗,
都能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深學(xué)生體會。在這里說說雞蛋中的物理知識:
1、液體蒸發(fā)吸熱
實驗:把剛煮熟的雞蛋從鍋內(nèi)撈出,直接用手拿時,雖然較燙,但還可以忍受。過一會
兒,當(dāng)?shù)皻ど系乃闪撕?,感到比剛撈上時更燙了。
分析:因為剛剛撈上來的蛋殼上附著一層水膜,開始時,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?段時間,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。
2、熱脹冷縮的性質(zhì)
實驗: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,這時主要表現(xiàn)為蛋殼在收縮。其次,山于不同物質(zhì)熱脹冷縮性質(zhì)的差異性,當(dāng)整個蛋都
完全冷卻時,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。
3、驗證大氣壓存在
實驗:選一只口徑略小于雞蛋的瓶子,在瓶底熱上一層沙子。先點燃團酒精棉投入瓶
內(nèi),接著把?只去殼雞蛋的小頭端朝下堵住瓶口?;鹧嫦绾螅氨黄孔泳従彙巴獭比肫慷?/p>
中。
分析:酒精棉燃燒使瓶內(nèi)氣體受熱膨脹,部分氣體被排出。當(dāng)?shù)岸伦∑靠?,火焰熄滅后?/p>
瓶內(nèi)氣體由于溫度下降,壓強變小,低于瓶外的大氣壓。在大氣壓作用下,有一定彈性的雞
蛋被壓入瓶內(nèi)。
4、浮沉現(xiàn)象
實驗: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)系可以對應(yīng)表
示重力與浮力的大小關(guān)系。因為蛋的密度略微比清水的密度大,當(dāng)?shù)敖肭逅袝r,所受重
力大于浮力,所以蛋將下沉。當(dāng)浸沒在鹽水中時,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。
5、慣性、摩擦阻力現(xiàn)象
實驗:選用外形相似的生雞蛋、熟雞蛋各一只,放在水平桌面上。用相同的力使它們在原
處旋轉(zhuǎn)。能迅速旋轉(zhuǎn)的是熟雞蛋,緩慢旋轉(zhuǎn)幾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,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,使整個蛋只能緩慢轉(zhuǎn)動。而熟雞蛋內(nèi)蛋清已凝固
成蛋白,外力作用時旋轉(zhuǎn)時,整個蛋就能迅速轉(zhuǎn)動。
6、物體的穩(wěn)定平衡
實驗:選用一只生雞蛋,在小頭一端開個孔并清除干凈殼內(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,蛋殼能自動立
起。制成一個“不倒翁”。
分析:在空蛋殼的底端封存的重物和燭油,使整個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,使蛋體的重心升高。因為蛋殼底端是球形
的,在蛋體的自身重力作用下,蛋體又恢復(fù)到原來的平衡位置上。
拌豆腐和炒豆腐
擴散現(xiàn)象說明了分子在不停地運動。在日常生活中,你可以找到許多擴散的例子。
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)量請教長者)。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
仍淡而無味,而加熱炒煮的豆腐,調(diào)味品已滲入其中,吃起來覺得有味。這是什么緣故?請
用分子運動的觀點來解釋調(diào)料分子的運動。
你還能舉出一些你看到的擴散現(xiàn)象嗎?
餃子或肉丸煮熟了為什么會浮起來?
想一想:(一個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,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
膨脹,整個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,這時浮力大于重量,就浮起來
了。
微波爐
馬文學(xué)
微波爐是--種用微波加熱食品的現(xiàn)代化烹調(diào)灶具。微波是指波長為0.01?1米的無線
電波,其對應(yīng)的頻率為30000兆赫到300兆赫。為了不干擾雷達和其他通信系統(tǒng),微波爐的
工作頻率多選用915兆赫或2450兆赫。
微波加熱的原理簡單說來是:當(dāng)微波輻射到食品上時,食品中總是含有一定量的水分,
而水是由極性分子(分子的正負電荷中心,即使在外電場不存在時也是不重合的)組成的,
這種極性分子的取向?qū)㈦S微波場而變動。由于食品中水的極性分子的這種運動。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)部也同時被加熱,放整個物體受熱均勻,升溫速度也快。
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)腔的進口處附近,有一個可旋轉(zhuǎn)的攪拌器,因為攪拌器是風(fēng)扇狀的金屬,旋
轉(zhuǎn)起來以后對微波具有各個方向的反射,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驗
山東萊州市金城鎮(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,可用來研究音調(diào)的高
低與空氣柱長短有沒有關(guān)系。
2.將兩個易拉罐用棉線相連做成一個“土電話”,用來說明固體可以傳聲。
3.將三個易拉罐裝入質(zhì)量不同的沙,用天平分別測出其質(zhì)量,用彈簧測力計測出罐和
沙所受的重力,用來研究物體的質(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
況下運動的快慢。比較相同情況下滑動摩擦和滾動摩擦的大小。
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
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。
用來說明大氣壓強的存在。
7.將空易拉罐放在盛有水的盆中浮在水面,而將其卷成?團下沉。說明將密度大于水
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裝滿水的易拉罐,在太陽下曬相同時間,看誰的溫度升高得
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。
水燒開時不會溢出來,為什么粥燒開了卻會溢瀉出來呢?
水燒開時,水蒸氣泡升到水面,就立即爆破,不會積聚起來,水面的高度不會升高太
多,水就不會溢瀉出來。
粥燒開時,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。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)的物理小實驗
江蘇泰興市濟川實驗初中于蘭
在物理教學(xué)中,教師有意識地引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活實際,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)生對物理知識的理解。本文介紹一組與日常生活中的雞蛋
有關(guān)的物理實驗。
一、熱脹冷縮的性質(zhì)
實驗把煮熟撈起的蛋立刻浸入冷水中待完全冷卻后,再撈上來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
實驗把剛煮熟的雞蛋從鍋內(nèi)撈起來,直接用手拿時,雖然較燙,但還可以忍受過一
會兒,當(dāng)?shù)皻ど系乃闪撕?,感到比剛撈上時燙。
分析因為剛撈上來的蛋殼上附著一層水,開始時,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。
用刷「光的照
三、驗證大氣壓的存在鱷擾堵住瓶II
圖I
實驗如圖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。點燃一團
浸過酒糟的棉花投入瓶內(nèi),接著把一只剝了殼的熟雞蛋堵住瓶口。火焰熄滅后,蛋被瓶子存
入了瓶肚中
分析浸過酒精的棉花燃燒使瓶內(nèi)氣體受熱膨脹,部分空氣被排出。同時棉花燃燒也
消耗了部分空氣。當(dāng)?shù)岸伦∑靠冢鹧嫦绾螅績?nèi)氣體由于溫度下降,壓強變小,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內(nèi)。
四、浮沉現(xiàn)象
圖2
實驗把一只雞蛋,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)。
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
水的密度大,當(dāng)?shù)敖肭逅?,雞蛋受到的重力大于浮力,所以蛋將下沉。當(dāng)雞蛋浸沒在鹽
水中時.,由于鹽水的密度比雞蛋的密度大.所乎的重力小干浮力,所以蛋將上浮。
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的靜止?fàn)顟B(tài)。所以雞蛋不會
隨紙片一起飛出,雞蛋會落入杯中。
六、分子運動現(xiàn)象
實驗外殼完好的蛋,放入食鹽水中腌制一段時間,可以制成咸蛋。蛋殼雖然完好,
但內(nèi)部的蛋黃都變咸了。
分析因為物質(zhì)的分子間存在間隙,而且分子不停地做無規(guī)則運動,所以食鹽分子擴
散到蛋黃和蛋清中,使整個蛋黃也變咸。
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與地面撞擊,所以發(fā)現(xiàn)的聲音比較清脆.
至于開水,因為開水里沒有空氣了,倒在地上時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,溶解著的空
氣不可能預(yù)先變成氣體來與地面撞擊.
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,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,并未達到飽和狀態(tài).因此,
當(dāng)冷水撞擊地面時,一般只會有更多的空氣溶解在水中,而不是有許多空氣從水里跑
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,這個說法如果
確實,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關(guān)
系.冷水和開水的主要區(qū)別,一是空氣的有無,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,同時注意每次發(fā)出的聲音,你就會發(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,為什么會發(fā)出不同的聲音呢?
水煮開后,水分子的活動能力大為增加,分子間的吸引力大為削弱,這時,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,水分子的活動能力減弱了,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,水著地就直接與地面接觸,因而發(fā)出來的
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。
細心的人會發(fā)現(xiàn),雞蛋剛從滾開的鹵汁里取出來的時候,如果你急于剝殼吃蛋,就難
免連殼帶“肉”一起剝下來。要解決這個問題,有個訣竅,就是把剛出鍋的雞蛋先放在涼
水中浸一會,然后再剝,蛋殼就容易剝下來。
一般的物質(zhì)(少數(shù)幾種例外),都具有熱脹冷縮的特性??墒?,不同的物質(zhì)受熱或冷
卻的時候,伸縮的速度和幅度各不相同。-搬說來,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,而蛋白仍然是原來的溫度,還
沒有收縮,這時就有一小部分蛋白被蛋殼壓擠到蛋的空頭處。隨后蛋白又因為溫度降低而逐
漸收縮,而這時蛋殼的收縮已經(jīng)很緩慢了,這樣就使蛋白與蛋殼脫離開來,因此,剝起來就
不會連殼帶“肉”一起下來了。
明白了這個道理,對我們很有用處。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)計房屋和橋梁時,都廣泛采用鋼筋混凝土,就是因為鋼材和混凝土
的膨脹程度幾乎完全一樣,盡管春夏秋冬的溫度不同,也不會產(chǎn)生有害的作用力,所以鋼筋
混凝土的建筑十分堅固。
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,就會因膨脹程度不同而發(fā)
生彎曲。利用這?性質(zhì)制成了許多自動控制裝置和儀表。日光燈的“啟動器”里就有小巧的
雙金屬片,它隨著溫度的變化,能夠自動屈伸,起到自動開啟日光燈的作用。
為什么水會澆滅火
這個問題雖然很簡單,但是常常有人把它答錯,所以我們要在這里簡短地講一下,水對
火究竟起了些什么作用,希望讀者不要怪我多此一舉。
第一,水一觸到炙熱的物體,就會變成蒸汽,這時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,這時候形成的蒸汽所占的體積,要比產(chǎn)生它的水的體積大好幾百倍;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
行了。
為了加強水的滅火力量,有時候還向水里加些火藥!這看來似乎太奇怪了,可是這是完
全有道理的:火藥很快地?zé)?,同忖產(chǎn)生大量不能燃燒的氣體,這些氣體會把燃燒著的物體
包圍起來,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。”但是,餃子有羊肉餃子、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,實際是一些物理原理的運
用。
煮餃子時,有經(jīng)驗的“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,看到餃子個個飽滿,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?。?,再加點兒涼水,再煮一會兒,就撈出來,斷
定已經(jīng)煮熟,可以享用了。這是為什么呢?
從物理學(xué)的觀點看,包餃子的面從生到熟,密度山大變小,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,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。
一、區(qū)別:
溫度表示物體的冷熱程度,它是一個狀態(tài)量,所以只能說“物體的溫度是多少”。兩個不同
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
分子動理論的觀點來看,它跟物體內(nèi)部分子的無規(guī)則運動情況有關(guān),溫度越高,分子無規(guī)則
運動的平均速度就越大,分子運動就越劇烈。可以說,溫度是分子無規(guī)則運動的劇烈程度的
標(biāo)志,它是大量分子無規(guī)則運動的集中體現(xiàn),對于個別分子毫無意義。
內(nèi)能是能量的一種形式,它是物體內(nèi)部所有分子無規(guī)則運動的動能與勢能的總和。內(nèi)能
和溫度一樣,也是一個狀態(tài)量,通常用“具有”等詞來修飾。
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。一個物體溫度升高時,它的內(nèi)能增大,溫度降低時,內(nèi)能減小。切記“溫度
不變時,它的內(nèi)能一定不變”是錯誤的。如晶體熔化、液體沸騰時,溫度保持不變,但要吸
熱,內(nèi)能增加。溫度不變時,它的內(nèi)能也可能減?。ㄏ胍幌霝槭裁??)。同樣,物體放出熱
量時,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,是一個過程量,要用“吸收”或“放出”來表述而不能用“具有”
或“含有”。熱量的單位是“焦耳”。
二、聯(lián)系:
(1)溫度與內(nèi)能
因為溫度越高,物體內(nèi)的分子做無規(guī)則運動的速度越快,分子的平均動能越大,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規(guī)則運動的劇烈程度。分子運動越劇烈,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,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。對物體做功,物體的內(nèi)能會增加,對物體做了多少功,物體的內(nèi)
能會增加多少;物體對外做功,物體的內(nèi)能會減小,對外做功多少,物體的內(nèi)能會減小多少。
(4)內(nèi)能與機械能
內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子無規(guī)則運動的動能與勢能的總和。機械能是指整個物體發(fā)生機
械運動時具有的能量。一個物體可以同時具有內(nèi)能利機械能。因為一切物質(zhì)的分子都在不停
的做無規(guī)則運動,總有分子動能;分子間總是存在著引力和斥力,總有分子勢能,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判別一個蛋的生熟,你該怎么辦呢?力學(xué)上的知識能夠幫助
你解決這個小困難。
這個問題的關(guān)鍵就在生蛋和熟蛋的旋轉(zhuǎn)情形不一樣。這一點就可以用來解決我們的問
題。把要判別的蛋放到?只平底盤上,用兩只手指使它旋轉(zhuǎn)(圖35)。這個蛋如果是煮熟
的(特別是煮得很“老”的),那么它旋轉(zhuǎn)起來就會比生蛋快得多,而且轉(zhuǎn)得時間久。生蛋
呢,卻甚至轉(zhuǎn)動不起來。而煮得“老”的熟蛋,旋轉(zhuǎn)起來快得使你只看到一
片白影,它甚至能夠自動在它尖的一端上豎立起來。
這兩個現(xiàn)象的原因是,熟透的蛋已經(jīng)變成一個實心的整體,生蛋卻因為
它內(nèi)部液態(tài)的蛋黃、蛋白,不能夠立刻旋轉(zhuǎn)起來,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)停止的時候情形也不一樣。一個旋轉(zhuǎn)著的熟蛋,只要眼”◎中如《
你用手一捏,就會立刻停止下來,但是生蛋雖然在你手碰到的時候停止了,
如果你立刻把手放開,它還要繼續(xù)略略轉(zhuǎn)動。這仍然是方才說
的那個慣性作用在作怪,蛋殼雖然給阻止了,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
面的蛋殼同時停止的。
這類實驗,還可以用另外一種方法來進行。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
就會看到生蛋跟熟蛋的分別:熟蛋在轉(zhuǎn)回到它的原來位置以后,
就因為慣性作用向反方向扭轉(zhuǎn)過去,然后又退轉(zhuǎn)回來,——這
樣扭轉(zhuǎn)幾次,每次的轉(zhuǎn)數(shù)逐漸減少。但是生蛋卻只來回扭轉(zhuǎn)三闔船、林旭武把總
四次,熟蛋沒有停止它就早停下來了:這是因為生蛋的蛋白、海那2媒廊媽
蛋黃妨礙了它的旋轉(zhuǎn)運動的緣故。
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,它老是“滋滋”叫,等你不注意的時候,它
又''蹦”的一下跳起來,落到地上。你把它撿起來,再重新塞在瓶口上,它更不''老實”了,
按下去就彈出來,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,
想不到它又縮進瓶口,緊緊地拔不出來,好像瓶內(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,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。
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,隨之壓強變小,小于大氣壓強,瓶塞在外界大氣壓強的作用下,
塞子往里吸,一直到瓶口徑細小部位阻止它進一步往里縮去。這時,外部大氣壓強仍然大于
暖瓶內(nèi)部的壓強。夕卜、內(nèi)壓力之差,迫使瓶塞很難拔出來。必須巧妙地旋轉(zhuǎn)瓶塞,使氣流能
有機會流向暖瓶內(nèi)部,只要瓶內(nèi)外的壓強相等,暖瓶塞就很容易地取下來。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
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、電
視機、電冰箱等在家庭中己相當(dāng)普遍,這無疑給人們的生活帶來了方便。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行,在安裝、使用家用電器時,應(yīng)注意:
在你購買每件家用電器時,首先要認(rèn)真、細致地閱讀產(chǎn)品說明書,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,使用時電流過大,若超過你家
的電能表、保險絲和導(dǎo)線的承受能力那是不允許的。幾件電器在使用時,如果總功率超過電
源插座、電能表、保險絲和導(dǎo)線的負荷能力,就不要強行并用,而應(yīng)該錯開使用時間。
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,千萬不要用水去撲滅。
進入家庭的電源線路,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。要求用三腳插頭和三孔插座引入電源線
的家用電器,不要用對稱的雙腳插頭和兩孔插座來代替。防止接插錯誤,造成電器的金屬外
先帶電,使用時發(fā)生觸電事故。
不要在接地線和接零線上安開關(guān)或保險絲。也不要將接地線接在自來水管、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。電器通電試運行前,開關(guān)應(yīng)置停機位置。開機、調(diào)試、
停機等過程應(yīng)嚴(yán)格按說明書中指出的操作順序進行,通電后發(fā)生異常現(xiàn)象,應(yīng)立即停機,并
切斷電源。請電工或內(nèi)行人檢查,自己不要隨便拆看。沒有找出毛病前,不可再次強行通電。
家用電器在運行過程中,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,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,要有過熱保護裝置。如有異常氣味
和噪聲,應(yīng)立即切斷電源,檢查異?,F(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。也不可長時間不通電。這樣易使電器內(nèi)部發(fā)潮變霉或絕緣程度降
低。每隔一定時間要運行一次。閑置時間較長的電器,再用時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,我們在屋外也能聞到飯菜的香味。更有意思的是,有時候鍋里的
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?因為在烹調(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動,當(dāng)它們鉆進我們的鼻孔時,我們就聞到香味了。這個過程
叫做擴散現(xiàn)象。正是氣體的擴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,這些分子的運動是能夠間接
地觀察到的。在太陽光底下,我們可以看到許多塵埃在空氣中飄來飄去,上下飛舞,就是受
運動著的氣體分子碰撞的結(jié)果。氣體分子的運動是無規(guī)則的,互相之間不斷地碰撞,不斷地
改變運動的方向。因為氣體分子之間距離比較大,互相撞碰的機會少,所以它們很容易離散
開來。有些氣體的分子運動得很快,拿氫氣來說,它的分子跑得比子彈頭的速度還要快上幾
倍呢。正是這個緣故,氣體物質(zhì)的體積,如果不受外界的約束,就會不斷膨脹擴大,擴散開
來。
固體之間也有擴散現(xiàn)象。有人曾經(jīng)做過這樣的實驗: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,這就是擴散作用在固體中玩的把戲。
擴散現(xiàn)象生動地證明,無論是那一種形態(tài)的物質(zhì),它們的分子無時無刻不在運動,當(dāng)它
們互相接觸的時候,彼此就要擴散到對方當(dāng)中去。隨著溫度的升高,分子無規(guī)則運動的速度
增大,擴散也加快。
冰棍“冒汽”
炎熱的夏天,熱氣逼人,吃上--根冰棍才舒服呢!你注意過嗎,冰棍從冷藏箱里拿出
來往往還冒“汽”哩!真有趣,通常只有熱的東西才冒汽,冰棍為什么會冒汽呢?
夏天的氣溫比冰棍的溫度高得多,冰棍?遇到空氣就要融化,融化時要從周圍的空氣中
吸收大量的熱,使空氣的溫度下降。平時空氣里含有一定量的水蒸氣,由于溫度突然降低,
就達到飽和或過飽和狀態(tài)。也就是說,冰棍周圍的空氣由于溫度降低,便容納不下原來所含
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,形成一團團飄浮著的
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
成一團團懸浮的小水滴,這便是云??拷孛娴乃魵?,遇冷也能結(jié)成一團團懸浮的小水滴,
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候,便降落下來,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,這個核
心就是飄浮在空氣中的塵埃,它是促進云、霧、雨、雪形成的必要條件之一。
云霧的秘密,使英國物理學(xué)家威爾遜受到很大啟發(fā)。經(jīng)過研究,他于1894年發(fā)明了一個叫
“云霧室”的裝置,它里面充滿了干凈空氣和酒精(或乙醛)的飽和汽。如果闖進去?個肉
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,這些霧點便顯示出微粒運
動的“足跡”。因此,科學(xué)家可以通過“云霧室”,來觀察肉眼看不見的基本粒子(電子質(zhì)
子等)的運動和變化情況。同時,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,1927年,他因此榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎金。
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)都進過廚房,但是注意過廚房里的科學(xué)知識嗎?讓我們一起走進廚房看看!
1.在日常生活中,將面制品放在水中煮,不會發(fā)黃、變焦,而放在食用油中炸,則會
發(fā)黃、變焦,甚至炸糊,這一現(xiàn)象說明()。
A.油炸食品的能力比水強
B.油的傳熱性能比水強
C.油的沸點比水高
D.油在沸騰時溫度繼續(xù)上升,而水在沸騰時溫度保持不變
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()。
A.第一次省時間
B.第二次省時間
C.兩次所用時間基本相同
D.第一次省燃料
3.夏天,廚房里的自來水管壁上常常有水珠,這是因為()。
A.夏天自來水的溫度較高,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)外壓強差大,水透過管壁微孔滲出
I).夏天用水量大,水廠需要自來水加壓,管內(nèi)外壓強差大,因此有少量水透過管壁微
孔滲出
4.下列事件中不能說明分子運動的是()。
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,一段時間后蛋會變咸
D.往開水中放些白糖,水會變甜
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,碗里的水會()。
A.稍后沸騰
B.同時沸騰
C.溫度總是低于鍋內(nèi)水的溫度,因而不會沸騰
D.溫度能夠達到沸點,但不會沸騰
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,下列說法中正確的是()。
A.熄火后,鍋內(nèi)溫度迅速降到100℃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100℃,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)氣壓比原來降低,打開鍋蓋后,氣
壓降為一個大氣壓,所以重新沸騰
D.粥的流動性差,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
時間
7.與廚房有關(guān)的兩個詞分別是“揚場止沸”和“釜底抽薪”,這兩個詞各說明了什么
道理?
8.在家里用水壺?zé)_水時,當(dāng)看到從壺嘴冒“白氣”時,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,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,廚房里的人總是嗆得眼睛水直流,有的還打噴嚏,這是因為
11.用同樣大小的力,使一個生雞蛋和一個熟雞蛋在桌上轉(zhuǎn)動起來,將會發(fā)現(xiàn),其中
一個雞蛋比另一個雞蛋旋轉(zhuǎn)得快些,時間也長一些。請你來判斷哪個是生雞蛋,哪個是熟雞
蛋?
12.家里的菜刀用過一段時間就要磨一磨,這是為什么?
13.在冬天中常??吹竭@樣的情況:?瓶開水,倒部分出來后,再蓋上軟木塞,發(fā)
現(xiàn)軟木塞會跳起來;給熱水瓶往開水,如果水只注了一半,蓋上軟木塞,過兩三天時間想再
使用瓶中的水,發(fā)現(xiàn)軟木塞很難拔出來。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,則食物不會熟,而要用高壓鍋,
請說說高壓鍋的原理?
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,將筷子放入有水的碗
里,發(fā)現(xiàn)筷子斷了,拿出來一看,又沒有斷,這是什么原因?
把雞蛋從二樓摔下去
如果你不小心使雞蛋落在地上,毫無疑問,雞蛋將殼
碎汁流。但在下面的實驗中,雞蛋卻是摔不碎,打不爛。
你可以把雞蛋拿到二樓,甚至三樓陽臺上,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
你的同學(xué)在墊子旁等候,然后,你對準(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)機靈一點,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恙?雖然解釋起來并
不困難,但實地試試,你會感到非常有趣,甚至終生難忘,
HIi.10-1
對動量定理的印象會更為深刻。
沸水永遠是燙的嗎
勇敢的勤務(wù)兵賓?茹夫——凡是讀過德勒?凡爾納的長篇小說《赫克特爾?雪爾瓦達克》
的讀者,一定都跟他很熟悉——堅決地認(rèn)為,只要是沸水,那就無論什么時候、什么地方都
是一樣熱。如果不是機會湊巧把他跟他的司令官雪爾瓦達克一起被拋到了……彗星上,那他
就會一輩子這樣想。這個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,使他們不得不跟著彗星的橢圓形軌道前進。就在這時候,這位勤務(wù)兵第
一次在自己的經(jīng)驗里看出,沸水并不是到處都是一樣熱的。這個發(fā)現(xiàn)是他在準(zhǔn)備早餐的時候
意外得到的。
賓?茹夫把水倒進鍋里,把鍋放在爐子上。他等著水沸,以便把雞蛋放進去。這些雞蛋
在他看來似乎是空的,因為它們很輕。
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。
“不是火燒得更旺了,”雪爾瓦達克想了一想答道,“是水沸得更快了。”
于是他從墻壁上取下溫度計,插在沸水里。
溫度計告訴他沸水只有66攝氏度。
“?。 避姽俳械?,“水竟不是在100攝氏度沸騰,才到66攝氏度就沸騰了!”“是
嗎?長官!…”
“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
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