Мир физических явлений чрезвычайно разнообразен. Физика обладает необыкновенным свойством. Изучая самые простые явления можно вывести общие законы. Многие физические закономерности можно получить из собственных наблюдений. Замечательным местом для наблюдения физических явлений и проведения экспериментов является самая обычная кухня.
В нашей повседневной жизни мы не найдём другого такого места, где происходило бы столько удивительного и загадочного, как в кухне. Именно здесь мы смешиваем, нагреваем, охлаждаем, замораживаем, размораживаем, а бывает, что и сжигаем всевозможные виды животного, растительного и неорганического сырья.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Просмотр содержимого документа
«Проектная работа "Физика на кухне" »
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Солнечная средняя общеобразовательная школа»
Усть-Абаканского района Республики Хакасия
Научно – исследовательская работа
«Физика на кухне»
Подготовили:
Иванцова Наталья и Бондарева Ольга,
Учащиеся 8 класса
Руководитель:
Соломатова Серафима Юрьевна, учитель физики.
С. Солнечное, 2012
СОДЕРЖАНИЕ
страница
1
Введение
3
2
Диффузия на кухне
4
3
Кипение, парообразование и конденсация на кухне
4
4
Теплопроводность материалов на кухне
5
5
Вращательное движение, давление и варённое яйцо
6
6
Взаимодействие молекул вещества
7
7
Заключение
7
8
Литература
8
Введение
Мир физических явлений чрезвычайно разнообразен. Физика обладает необыкновенным свойством. Изучая самые простые явления можно вывести общие законы. Многие физические закономерности можно получить из собственных наблюдений. Замечательным местом для наблюдения физических явлений и проведения экспериментов является самая обычная кухня.
В нашей повседневной жизни мы не найдём другого такого места, где происходило бы столько удивительного и загадочного, как в кухне. Именно здесь мы смешиваем, нагреваем, охлаждаем, замораживаем, размораживаем, а бывает, что и сжигаем всевозможные виды животного, растительного и неорганического сырья.
Мы считаем, что наша экспериментально – исследовательская работа очень актуальна для нас, потому что каждая женщина проводит на кухне большую часть времени. Приготавливая обед или ужин, она сталкивается с физическими процессами и явлениями, даже не подозревая об этом.
Гипотеза: Если мы лучше будем знать физические явления, происходящие на нашей кухне, то мы будем более рационально использовать их в своей деятельности.
Цель нашей работы: изучение и объяснение физических явлений, происходящих на кухне ежедневно.
Для достижения этой цели нам пришлось выполнить ряд экспериментальных и практических задач:
наблюдать, описывать и объяснять физические явления: нагревание, охлаждение, кипение, испарение
измерять температуру, влажность воздуха;
представлять результаты измерений с помощью таблиц, графиков;
приводить примеры практического использования физических знаний о тепловых явлениях;
использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни.
Объектом исследования стали вещества, самые распространенное на наших кухнях: вода в трёх агрегатных состояниях, куриное яйцо.
При написании работы использовались следующие методы исследования – эксперимент, практическая работа, анализ, сравнение.
2 Диффузия на кухне
В ходе нашей исследовательской работы мы заваривали чай, пили кофе с молоком, использовали уксус для погашения соды, мариновали огурцы и помидоры, варили варенье из клубники и чувствовали приятный запах от клубники и резкий запах чеснока и лука при приготовлении соуса.
Все процессы, происходящие на кухне подчиняются законам диффузии. Проникновение молекул газов, составляющих воздух, в воду и дальнейшая диффузия их по всему объему воды – это растворение воздуха в воде. Процесс заваривания чая, и растворения в нем сахара – это тоже примеры диффузии. Маринование основано на физическом процессе диффузии — пропитывании сырья рассолом. Приятный запах от клубники, резкий запах чеснока и лука, запах другой пищи, мы чувствуем тоже благодаря диффузии.
2. Кипение, парообразование и конденсация
Далее мы наблюдали над самым распространенным физическим процессом, происходящим при приготовлении пищи – кипение воды.
Провели измерения в кастрюлях в процессе кипения воды. Наблюдали за процессом парообразования и провели измерения датчиками температуры жидкости и пара. Вода начинает кипеть при температуре 100°С, и температура пара тоже 100°С . Но почему водяным паром обжигаются сильнее, чем кипятком? И совсем недавно на уроках физики мы узнали, что всё зависит от количества теплоты при кипении и при конденсации.
- Пар обжигает сильнее кипятка, потому что от пара выделяется дополнительное количество тепла, выделяющегося при конденсации, а ещё площадь ожога паром обычно больше. Будьте осторожны на кухне.
3. Теплопроводность материалов
Мы с малых лет знаем, что у хозяек на кухне есть свои любимые ножи, кастрюли, сковородки. Почему одна сковорода для них становиться любимой, а другой уже не пользовались давным-давно. Оказывается, всё дело в физическом понятии – теплопроводность.
Из опрошенных нами 39-ти человек мы выяснили, что многие хозяйки отдают предпочтение чугунным сковородкам, а не алюминиевым. А современнее тефлоновые только для красоты. Большинство утверждают, что в чугунной посуде пища прожаривается более равномерно и меньше пригорает. Есть ли этому какое-то физическое объяснение? В магазинах города сейчас можно найти кастрюли–сковородки на любой вкус из любых материалов. Поэтому мы решили разобраться в тонкостях выбора посуды с точки зрения физики.
Самыми толстостенными сковородами считаются чугунные сковороды. Низкая теплопроводность чугуна идеально подходит для продуктов, требующих длительного приготовления. К ним ничего не прилипает и они долго сохраняют тепло. Однако, хранить готовую пищу в чугунной сковороде не рекомендуется, т.к. от контакта с некоторыми видами продуктов она ржавеет. По этой же причине чугунная сковорода требует специального ухода. Ее необходимо тщательно сушить после мытья, прокаливать время от времени и смазывать растительным маслом. Еще одним минусом чугуна является его хрупкость. Несмотря на свою массивность, чугун может расколоться от удара. В то же время, это самая долговечная сковорода - огнеупорная, износоустойчивая, она подходит для плит и для использования в духовке. Такую сковороду можно даже передавать по наследству, придумав семейную легенду.
Алюминий практически не уступает чугуну в теплопроводности. Недостаток алюминиевой посуды в том, что её легко поцарапать и при варке продуктов с повышенным содержанием кислоты некоторый процент алюминия в содержимое кастрюли все-таки переходит. Правда, он весьма невелик и, по мнению ученых, опасности для человека не представляет. Алюминий также используют для улучшения качеств посуды из нержавеющей стали – он выступают компонентом дна.
Тефлон требует особого обращения. По большому счету тефлоновые сковороды не любят газовые конфорки, им по нраву стеклокерамические или электрические плиты. Кроме того, нагревать такую сковороду без содержимого недопустимо. Хотя тефлоновое покрытие невозможно растворить даже смесью концентрированных соляной и серной кислот, его разрушает нагревание до 300 градусов (выделяются ядовитые вещества). Если покрытие поцарапано - в готовящуюся пищу поступает ядовитая плавиковая кислота, (фтороводоро́дная кислота́, фтористоводоро́дная кислота́, гидрофторидная кислота́) поэтому поврежденные сковородки и кастрюли нужно безжалостно выбрасывать.
Вращательное движение, давление и варёное яйцо
Изучая различную интересную литературу о физических опытах, мы случайно наткнулись на вопрос: как можно отличить вареное яйцо от сырого. И мы нашли ответ: нужно запустить яйцо волчком. Мы долго экспериментировали, получилось! А ещё, оказывается, что если яйцо запустить волчком, потом притормозить его пальцем и снова отпустить, то вареное яйцо остановится, а сырое продолжит вращение. Почему? Всё дело в инерции и свойствах вращательного движения.
Если во время вращения сырое яйцо на мгновение притормозить, то жидкость внутри него будет продолжать вращаться, и, как только вы отпустите
палец, яйцо вновь начнет крутиться. Причина этих явлений кроется в том, что круто сваренное яйцо вращается как сплошное целое; в сыром же яйце жидкое его содержимое, не сразу получая вращательное движение, задерживает вследствие своей инерции движение твёрдой оболочки; оно играет роль тормоза.
Как ни парадоксально это звучит, яйцо сочетает в себе прочность и хрупкость одновременно. Разбивается оно очень легко. Всем известна сказка о том, как мышка бежала, хвостиком махнула это чудо природы, яичко упало и, конечно, разбилось Разбить яйцо достаточно просто. Каждый из нас покупал и нес или вез их до дома, проявляя при этом повышенную осторожность. Ведь даже при малейшем их сотрясении и прикосновении друг с другом образуются трещины. Существует мнение, что сырое яйцо нельзя раздавить в кулаке. Мы это проверили. Предварительно, очень внимательно исследовали яйцо на наличие микротрещин. На эксперимент пригодились из 5 яиц, только два.
Да, действительно, варенное яйцо раздавали без усилий. А сырое, не смогли, как ни старались. . А дело в том, что внутреннее содержимое распределяется в яйце равномерно, создавая противодавление. Когда вы сжимаете яйцо в ладони со всех сторон равномерно, вы не сможете его раздавить. Конечно же, форме яйца отведена определенная и очень важная роль в его прочности во время сдавливания. Еще в давние времена люди приметили, что если сжать в ладони его куполообразную часть, то оно выскальзывает из кулака и это явление люди научились использовать в свою пользу. Например, данный принцип использовали народы севера, ведь их лодки строились с днищами, имеющие вид половинки яйца. Когда лодка попадала в ледяной плен, ее при сжатии выбрасывало наверх. У современных ледоколов днища также имеют яйцеобразную форму, поэтому они могут осуществлять свою работу среди льдов. Если вы возьмете в руки яйцо и равномерно обхватите его ладонью, оно не раздавится, если только яйцо не было повреждено. Все просто, так как сила сжатия будет распределяться равномерно. Не нужно портить яйца, чтобы доказать обратное. Некоторыми «умниками» специально нарушается целостность яйца, когда они пытаются доказать, что им удастся его раздавить.
Взаимодействие молекул
В ходе нашей исследовательской работы мы раздавили одно яйцо, оно было с трещинами, измазались вареньем и все пальцы стали липкими. Случайно разбили чайную чашку, пытались аккуратно сложить так, чтобы мама не заметила. Но чашка разваливалась!
Дело в том, что обычно поверхности скола довольно грязные и шершавые. Абсолютно чистые и гладкие поверхности при соприкосновении могли бы самопроизвольно слипнуться. Склеить чашку поможет клей – вещество, между молекулами которого действуют очень большие силы притяжения. А вообще–то мы должны быть благодарны природе, что самопроизвольное склеивание (как в случае с вареньем) – не столь уж частое явление, иначе мир давно бы уже превратился в какое-то липкое месиво.
6. Заключение
Мы рассмотрели несколько физических явлений, происходящих ежедневно на кухне. Некоторые из рассмотренных нами явлений трудно отнести к какому-то конкретному разделу физики. Мы обошли пока стороной электрические и электромагнитные явления. А на кухне без них в современном мире ни одна хозяйка себя уже не представляет.
Этой работой нам хотелось показать, что физика не ограничивается стенами лабораторий. Физика и физические задачи повсюду существуют в мире, в котором мы живем. Нам было интересно выяснить, насколько тесна связь физики с обыденными явлениями, которые мы наблюдаем ежедневно. Работа нас увлекла. Теперь мы с уверенностью можем сказать: «Да, физика помогает объяснить многое из того, что нас окружает, физика - поистине вездесущая наука».
