По каким признакам и как можно понять, что вода в кастрюле закипает?
Вскипание воды в кастрюле зависит от ряда условий. Играет роль вид источника ее нагревания. Она начинает кипеть при одной температуре, если находится на газовой или электрической плите.
Но для ее вскипания в данных случаях требуется разное количество времени. Процесс закипания можно ускорять разными способами. Определить, что вода начинает закипать, можно по целому ряду признаков.
О том, как понять, что вода закипает в кастрюле, читайте в статье.
От чего зависит вскипание жидкости?
Закипание жидкости напрямую зависит от температуры. Чем сильнее нагревается емкость, тем интенсивнее прогревается содержимое внутри нее.
За счет этого вода быстрее вскипает, достигнув температуры кипения.
Вскипание также зависит от давления воздуха, которое оказывается на поверхность. Если оно падает, то и температура закипания снижается. Вскипание наступает быстрее. Если давление увеличивается, то и температура вскипания уменьшается. Для закипания потребуется большее температурное воздействие.
Вскипание зависит также от диаметра дна кастрюли. Чем оно больше, тем скорее содержимое закипит внутри нее.
Многое зависит от вида применяемого источника нагревания. Вода вскипает через разный временной промежуток, если для ее нагрева используется газовая или электрическая плита.
При скольки градусах вскипает?
На газовой плите вода в таре для варки закипает что с открытой, что с закрытой крышкой при одном и том же температурном значении. Она составляет 100 С.
Крышка влияет на скорость вскипания. За счет нее между паром и водой сохраняется нужный теплообмен. Крышка задерживает нагретый воздух над водой.
Его молекулы не улетучиваются и не уносят энергию, которая была затрачена на нагрев. Она возвращается обратно в воду, и она быстрее достигает 100 С, после чего начинает кипеть.
При открытой крышке молекулы воздуха активно улетучиваются в помещение. Водная поверхность быстрее теряет энергию, идущую на ее нагрев.
Она не возвращается обратно в нее. Из-за этого она дольше достигает температуры в 100 С.
Вода закипает в таре на электроплите что с открытой, что с закрытой крышкой при 100 С. Как и в случае с газовой плитой играет роль не разный температурный показатель кипения воды, а теплообмен.
При закрытой крышке пар над водой интенсивнее передает ей энергию. Она быстрее достигает 100-градусного значения. При открытой крышке теплообмен низкий. Большая часть энергии улетучивается в пространство.
Сколько по времени занимает процесс на газовой плите, электроплите?
На закипание воды в емкости, греющейся на газу и электроплите, уходит разное количество времени. Пол-литра вскипает в таре на газовой плите примерно за 3 минуты.
На кипячение литра уходит чуть больше времени. Обычно вскипание начинается через 5 минут.
На электроплите вскипание происходит дольше. Пол-литра начинает кипеть только по истечении 5 минут после начала нагрева. Литр будет кипятиться еще дольше. На это уйдет около 7-8 минут.
Как ускорить?
Чтобы в емкости быстрее образовался кипяток, можно использовать следующие способы:
- Накрыть кастрюлю крышкой. Самый действенный вариант. Крышка не позволит теплу уходить в помещение. Теплоотдача останется высокой. Воде потребуется меньше времени для закипания.
- Использовать кастрюлю с широким днищем. Чем больше диаметр емкости, тем скорее в ней начнется процесс кипения. В таре с широким дном нагрев более равномерный.
- Использовать самую большую по размеру газовую или электрическую конфорку. Чем больше по диаметру нагревательный источник, тем интенсивнее будет прогреваться дно емкости.
Соль не ускоряет закипание воды. Она лишь вызывает кратковременный эффект появления пузырьков в ней. Особенно это видно при добавлении соли в уже сильно нагретую воду. Но на время ее закипания это не влияет.
Как определить, что скоро закипит?
Незадолго до начала кипения на дне емкости начинают появляться мелкие пузырьки, наполненные воздухом. С каждой секундой их становится все больше.
Они возникают по всему дну емкости. Также они появляются на части боковых стенок тары. Особенно на участках, расположенных близко ко дну емкости.
Перед началом процесса мелкие пузырьки начинают активно подниматься вверх и лопаться на поверхности. На дне емкости формируются уже более крупные пузыри, а мелких становится значительно меньше. Над водой в это время возникает пар.
Как выглядит кипящая H2O?
Кипяток очень подвижен. На дне тары постоянно образуются крупные пузырьки. Они поднимаются вверх в виде вертикальных столбцов.
На поверхности они быстро лопаются. Некоторые из них какое-то время плавают на поверхности, соединяясь с другими пузырями и лопаясь.
Кипяток в кастрюле бурлит. Над ним непрерывно возникают столбы пара.
Какова температура пара и емкости?
Пар, формирующийся над кипящей водной поверхностью, хорошо проводит тепло. Он нагревается до 100 С. Но такая его температура только у самой водной поверхности. После выделения на поверхность пар стремительно охлаждается. Его градусы падают. Чем дальше от кипящей поверхности, тем меньше градусов становится у пара.
Температура емкости, в которой происходит кипение, составляет те же 100 С. При данном значении посуда отдает воде нужное для закипания количество тепла. При длительном кипении дно емкости нагревается свыше 100 С.
Если у емкости толстые стенки, то ей для закипания воды внутри нее нужен нагрев чуть более 100 С. Она может разогреться и до 110 С, прежде чем содержимое внутри нее начнет кипеть.
Заключение
Кипение жидкости в посуде для варки зависит от температуры и давления. Она закипает при нормальном давлении при 100 С, если кипятится на газовой или электрической плите. Наличие крышки ускоряет время начала кипения.
Вода в таре на газу закипает быстрее, чем на электроплите. Предвестниками кипения являются мелкие пузырьки, формирующиеся на дне кастрюли. Кипяток активно бурлит, а над его поверхностью непрерывно образуется пар.
При кипении дно посуды нагрето до 100 С. Если процесс длительный, то посуда перегревается свыше 100 С. Температура пара над поверхностью составляет 100 С.
Как законы физики разоблачают «кулинарные чудеса»
Мы живем в мире удивительных, порой загадочных и трудно объяснимых явлений. Изучение законов физики, помогает нам ответить, например, на такие вопросы:
— Почему в стакане с горячим чаем кусочек сахара растворяется быстрее , чем в стакане с холодной водой?
— Что быстрее остывает суп или компот? А если помешать? Подуть?
И еще на многие и многие «ПОЧЕМУ»…
И поэтому хочется самостоятельно исследовать окружающий нас мир и попутешествовать в «Стране физики».
Путешествие в эту замечательную страну с открытиями и изобретениями мы будем совершать дома на кухне.
Именно на кухне, на каждом шагу, нас ожидают чудеса и удивительные явления.
Часто мы задумываемся над вопросом как готовится обед. Почему исходные продукты подвергаются именно тем операциям и в какой последовательности, как указано в поваренной книге. А ведь интересно разобраться в том, на чем основаны кулинарные приемы и практические советы, выработанные многими поколениями. Многие советы и рецепты основаны на целом ряде физических законов.
Оказывается, без знания физики нельзя правильно сварить даже самое обычное яйцо.
Варка яиц «по научному»
Задание: Почему, прежде чем варить яйцо, в его тупом конце делают прокол топкой иглой?
Решение: Кастрюлю с холодной водой поставим на огонь, положим в него яйцо и понаблюдаем за его тупым концом («А»)
Мы увидим, цепочку пузырьков, поднимающихся вверх. Это воздух из воздушного мешочка («м») проходит сквозь поры в скорлупе.
Теперь проколем иглой отверстие в тупом конце яйца — вместо маленьких пузырьков можно увидеть струю воздуха, вьющую из отверстия.
Когда яйцо нагревается, воздух внутри воздушного мешка «м» расширяется, начинает давить на скорлупу, угрожая сломать ее. Хотя в скорлупе имеются поры, обеспечивающие газообмен, при быстром нагревании эти «предохранительные» клапаны могут не выдержать.
ОТВЕТ: Прокалываем тупой конец яйца, чтобы при нагревании скорлупа не лопнула.
Приготовление пищи
Задание: Как известно, чтобы приготовить пищу, надо подержать ее на огне, т. е. Счет теплопроводности подвести к ней тепло извне. А можно ли приготовить пищу, например мясо, без передачи ей тепла?
Решение: Можно, если применять особые виды облучения. Тогда будет генерироваться внутри самого пищевого материала. Такой эффект наблюдается при прохождении через пищу коротких радиоволн в сантиметровом диапазоне. Такое излучение может проходить через большинство составных частей нашей пищи и в считанные секунды нагревать ее. Установлено, что вода является сильным поглотителем волн высокой частоты, и поэтому продукты, содержащие воду, можно нагревать чрезвычайно быстро. На принципе поглощения волн устроены микроволновые печи, в которых блюдо можно приготовить в считанные секунды. В печь поместили несколько сосисок и чашку холодного кофе — через 15 секунд получают горячие сосиски и чашку горячего кофе.
ОТВЕТ: Пищу можно приготовить с помощью микроволн.
Как заставить картофель свариться быстрее?
Решение: Чтобы ваш картофель сварился быстрее, надо перед варкой бросить в кастрюлю с картофелем и водой кусочек сливочного масла. Нагреваясь, оно растопится и покроет поверхность воды тонкой пленкой. Эта защитная пленка будет препятствовать процессу испарения воды. А процесс испарения всегда сопровождается уменьшением температуры жидкости и ее количества. Часто хозяйки сталкиваются с такой ситуацией половина жидкости выкипела, а картофель еще не сварился. Приходится доливать воды и варить дальше, а на это требуется лишнее время. Поэтому не стоит жалеть небольшой кусочек масла, он вам позволит сэкономить время, да и сам картофель не потеряет при варке свои питательные вещества.
ОТВЕТ: Масляная пленка прекращает процесс испарения.
Какой стакан горячего не боится?
Задание: Какие стаканы пригодны для горячего чая, тонкостенные или толстостенные?
Решение Стаканы часто трескаются от горячей воды. Причина — неравномерное расширение стекла. Горячая вода, налитая в стакан, прогревает его стенки не сразу. Сначала прогревается внутренний слой стенок, в то время, как наружный слой не успел прогреться. Нагретый слой стекла начинает расширяться и давить изнутри на менее прогретые слои. Происходит разрыв — стекло лопается. И чем толще такая стенка, тем более неравномерно прогревается, значит и расширяются ее слои. Поэтому , толстые стаканы являются самыми непрочными. Они чаще лопаются чаще, чем тонкие. А вот тонкая стенка стакана прогревается быстрее. Надо только помнить, что тонкими у стакана должны быть не только стенки но и дно.
ОТВЕТ: Для горячего чая пригодны тонкостенные стаканы.
Ложка в стакане
Задание: Почему опытная хозяйка, прежде чем разлить чай по стаканам, кладет в них металлические ложки
Решение: Функция ложек в данном случае — предохраняющая. Попав на дно, горячая жидкость, прежде чем нагреть стекло (которое плохо проводит тепло) успевает отдать часть своего тепла хорошему проводнику, металлической ложке. Температура жидкости снижается, сглаживается неравномерность нагревания стакана, снижается опасность растрескивания стекла.
Охлажденный лимонад
Задание: Как поступить, чтобы быстрее охладить, с помощью льда, бутылку лимонада?
Решение: Как положить бутылку лимонада, чтобы в жаркий день быстрее угостить холодным напитком. На лед или под лед Если поставить сосуд на лед, то охладится только самый нижний слой жидкости, остальная же часть будет окружена неохлажденным воздухом. Напротив, если положить кусок льда поверх крышки сосуда, то охлаждение его пойдет намного быстрее. Охлажденные верхние слои жидкости будут спускаться вниз, освобождая место более теплым слоям, поднимающимся снизу. Кроме того, воздух, окружающий кусок льда, охладившись, опускается вниз и обволакивает сосуд со всех сторон, дополнительно охлаждая его. А вот если мы хотим быстрее нагреть воду, то помещаем сосуд с водой над пламенем, а не под ним.
ОТВЕТ: Бутылку лимонада надо положить под лед.
Разные кастрюли
Задание: каким образом можно найти емкость любой кастрюли, имеющейся у вас на кухне, если есть весы и набор гирь
Подсказка: Взвести пустую кастрюлю, а потом кастрюлю с водой.
Решение: Пусть масса пустой кастрюли равна М1, а масса кастрюли, наполненной доверху водой — М2, тогда разность М2 — М1, дает массу воды в объеме кастрюли. Поделив эту разность на плотность воды Р, находим объем кастрюли V
Объем кастрюли V = m2 — m1
Жарение и варка
Почему жаренное вкуснее варенного? Причина того, что жареная пища приятнее на вкус, нежели вареная, заключается не только в прибавлении жира, но главным образом в физических особенностях процессов жаренья и варки. Ни вода, ни жир не нагреваются при температуре 1000 С, жир — при 2000 С ( хозяйки хорошо знают, как сильно ожоги горячим жиром ). Следовательно, жарение происходит при более высокой температуре, чем варка. Более же высокое нагревание вызывает в органических веществах изменения, улучшающие их вкус.
Горячее яйцо в руке
Почему не обжигает рук вынутое из кипятка яйцо?
Вынутое из кипятка яйцо влажно и горячо. Вода, испаряясь с горячей поверхности яйца, охлаждает скорлупу, и рука не ощущает жара. Так происходит лишь в первое мгновение, пока яйцо не обсохнет, после чего его высокая температура становится ощутительной.
Вареное яйцо «вползает» в бутылку
Берем молочную бутылку (пол-литровую или литровую) варенное вкрутую куриное яйцо, очищенное от скорлупы, кусок бумаги и спички. Убеждаемся, что яйцо, положенное на горлышко бутылки, не проваливается внутрь. В бутылку опускаем горящую бумагу и вновь кладем яйцо на горлышко. Через некоторое время яйцо проваливается внутрь бутылки.
Закрученное яйцо
Всем известно, как можно без труда отличить вареное яйцо от сырого их нужно закружить на столе. Вареное яйцо будет вращаться «стоя», сырое — нет. Почему есть и другой способ различить вареное яйцо от сырого? Нужно запустить волчком, потом притормозить его пальцем и снова отпустить. Вареное яйцо остановится, а сырое продолжит вращение. Почему?
ОТВЕТ: Поскольку сырое яйцо ассиметрично, оно не устойчиво и не будет становиться на конец, как волчок-перевертыш. Если во время вращения сырое яйцо на мгновение притормозит, то жидкость внутри него будет продолжать вращаться, и как только вы опустите палец, яйцо вновь начнет крутиться.
Рекомпрессия шампанского
Когда было закончено строительство тоннеля под Темзой в Лондоне, городские власти решили отметить это событие в самом тоннеле.
Но там, к сожалению, шампанское показалось им лишенным обычной игривости. Зато, когда они поднялись на поверхность, вино забурлило у них в желудках, стало раздувать жилеты и едва не запенилось из ушей. Одного высокопоставленного чиновника пришлось срочно спускать обратно для рекомпрессии. Как объяснить случившееся?
ОТВЕТ: Вследствие того, что на дне тоннеля давление выше атмосферного, часть углекислого газа оставалась в растворе. Однако, когда почетные гости поднялись на поверхность, газ начал выходить из раствора, и чтобы замедлить этот процесс, им пришлось вновь спускаться вниз. Вот до чего может довести пристрастие к алкоголю.
Приспособление для жаренья мяса
Как быстрее поджарить большой кусок мяса? Можно насадить его на железный прут, как обычно делают, когда пекут картошку. Тепло тогда лучше проникает внутрь мяса и оно готовится быстрее. Однако в США продается специальное приспособление, предназначенное для быстрого жаренья мяса. Оно представляет собой закрытую с обеих сторон трубку, внутри которой проходит смоченный водой фильтр. Утверждается, что такая трубка проводит тепло в
1000 раз лучше, чем сплошной стержень, в результате время готовки сокращается вдвое. Но почему
ОТВЕТ: Нижний, более широкий конец приспособления для жаренья мяса согревается теплом духовки, и вода, заключенная внутри трубки, нагревается и превращается в пар, потребляя при этом большое количество тепла, которое необходимо для перехода воды из жидкого состояния в газообразное. Горячий пар поднимается в верхний конец трубки, на которой насажен относительно холодный кусок мяса. Здесь пар конденсируется, высвобождая тепло, которое в свое время было затрачено на переход воды в пар. Жидкая вода стекает по трубе вниз, и цикл начинается сначала. При использовании такого приспособления мясо получаем в 100 — 1000 раз тепла больше, чем в случае цельного стержня из того же металла, что обусловлено большой удельной теплотой парообразования.
Яйцо «выскакивает» из стакана
Опустите яйцо в стакан с водой и подставьте стакан под кран. Если поток воды превышает некоторую критическую величину, то яйцо поднимается, как будто его притягивает струя воды. Почему это происходит? Чем определяется критическая величина потока?
ОТВЕТ: Подумайте, какое давление над яйцом и под ним? Играет ли здесь какую-либо роль турбулентность струй? Если яйцо, плавающее в спокойной воде, оказывается в узкой горизонтальной струе, будет ли оно двигаться на встречу потоку?
Ложка в струе воды
Если выпуклой стороной чайной ложки прикоснуться к льющейся из крана струе воды, то ложка, словно приклеится к этой струе.
Попробуйте отодвинуть верхний конец ложки на несколько сантиметров в сторону — ложка все равно не отрывается от струи, хотя теперь она наклонена к ней под значительным углом. Казалось бы, падающая вода должна отталкивать, а не притягивать ложку. Почему происходит обратное?
ОТВЕТ: В слое потока, прилегающем к ложке, образуется узкий вихрь с пониженным давлением. Так как с противоположной ложке стороны потока давление равно атмосферному, а у ложки оно меньше, то поток прижимается к ложке(это явление носит название эффекта Коанда).
Кофе в многоугольниках
Если вы внимательно приглядитесь к горячему кофе в чашке, когда на него почти параллельно поверхности падает сильный свет, то увидите, что поверхность кофе испещрена какими-то многоугольниками.
При остывании кофе они исчезают. Они исчезнут также и в том случае, если вы поднесете близко к кофе наэлектризованную пластмассовую расческу. Аналогичные узоры возникают и на поверхности других жидкостей. Так, известный английский физик Дж. Томсон наблюдал быстро меняющие узоры на поверхностях мыльной воды и крепких вин. Позднее французу Бенару удалось наблюдать на поверхности подогреваемого масла красивую мозаику из шестиугольников, напоминающую пчелиные соты. На других жидкостях часто образуются узоры в виде завитков. В последнее время предпринимались попытки получить узоры на поверхности жидкостей в состоянии невесомости — на борту космического корабля. Почему на поверхности жидкости образуются многоугольники и завитки различной формы, в частности «соты»? Почему узор исчезает с поверхности кофе, если к ней приблизить наэлектризованный предмет? Наконец, зависят ли эти узоры от действия силы тяжести?
ОТВЕТ: Если температура внизу жидкости значительно выше, чем в верхних слоях, то жидкость становится не устойчивой, и в ней образуются конвекционные потоки, в которых более горячая жидкость поднимается вверх, и более холодная — опускается вниз. При этом могут возникать изображенные на рисунке структуры. Например, горячая жидкость поднимается вверх внутри шестиугольной ячейки, а холодная опускается вниз по краям ее, смежным с др. ячейками. Для заданной разности температур и данной жидкости можно теоретически предсказать, какие из этих структур (колец или многоугольников) соответствуют появлению устойчивого потока. На поверхности кофе ячейки становятся видимыми отчасти из-за крошечных капелек, взвешенных в восходящих потоках горячей жидкости. Наэлектризованная расческа разгоняет эти капельки, нарушая правильную форму ячеек.
«Слезы» виски
Налейте виски в широкий стакан, и вы увидите, по его стенкам сначала начнет подниматься жидкая пленка, а затем на них возникнут маленькие «слезинки». Почему пленка столь высоко «забирается» вверх по стенке?
ОТВЕТ: До появления работ Левинталя, считалось, что «слезы» на бокалах с крепкими алкогольными напитками обусловлены тем, что жидкость под действием поверхностного напряжения поднимается по стенкам бокала вверх, где из нее выпаривается спирт и остается чистая вода. Однако, Левинталь показал, что вода, собирающая у верхнего края поднимающая по стенкам пленки — это конденсат из комнатного воздуха. Кроме того, он установил, что сила, которая заставляет пленку двигаться вверх, не само поверхностное натяжение, а давление, возникающее в жидкости у краев бокала из-за кривизны поверхности жидкости.
Яичный белок ползет вверх по стержню
Если стакан с водой поставить на вращающийся диск проигрывателя, то поверхность воды у стенок стакана искривляется вверх под давлением центробежной силы. Аналогичную картину можно наблюдать, если в жидкость, находящуюся в неподвижном стакане, вдоль его оси опустить вращающийся стержень.
Однако, так ведут себя не все жидкости. Поверхность яичного белка в стакане, установленном на вращающимся диске, будут иметь такую же форму, что и вода, но если погрузить в белок вращающейся стержень, то белок поведет себя странным образом вместо того чтобы подниматься по стенкам, он ползет вверх по стержню. Желатин, растворенный в горячей воде, сначала будет вести себя «нормально», однако, по мере остывания этот раствор также начнет подниматься вверх по стержню. Поскольку жидкость вращается, то на нее, несомненно, действует центробежная сила, но, по-видимому, должна быть еще какая-то большая сила, которая собирает жидкость к стержню. Что это за сила?
ОТВЕТ: Когда вязкая упругая жидкость вращается, сдвиг одного слоя относительно другого создает напряжения вдоль внешней границы жидкости, которые стремятся собрать жидкость к центру вращения. Эти напряжения не возникают в нормальных жидкостях. В нашем опыте под действием этих напряжений жидкость собирается на оси вращения и поднимается вверх по стержню.
Послушное и непослушное яйцо
Чтобы сделать опыт с послушным и непослушным яйцом, надо взять 1 яйцо, проткнуть в концах яйца две дырочки, величиной со спичечную головку и выдуть содержимое. При этом промыть от желтка и белка внутри яйца. Чтобы скорлупа хорошенько просохла изнутри, дам ей полежать 1-2 дня. После этого одну дырочку залеплю гипсом, клеем с мелом или белилами так, чтобы она не была видна. Насыпим в скорлупу чистого, сухого песка, залепим вторую дырочку таким же образом, как и первую. «Послушное» яйцо готово! Его можно поставить в любое положение. Чтобы поставить яйцо, встряхнем его слегка и можно держать его в любом положении. Песчинки переместятся , и поставленное яйцо будет стоять в любом положении, оно будет сохранять равновесие. Сделаем «непослушное» яйцо! Нужно вместо песка в яйцо положить 30 — 40 штучек самых мелких дробинок (любого металла) и кусочки стеарина от свечки. Потом поставим яйцо на один конец и подогреем его. Стеарин растопится, а когда застынет, слепит дробинки между собой и приклеит скорлупу, замаскирует дырочки скорлупы. «Непослушное» яйцо не возможно будет уложить. Оно будет стоять не только на столе, но и на краю стакана, на ручке ножа, на горлышке бутылки. Таким же электронным свойством мы наделим не только обыкновенный гребень, но и другие предметы палочка сургуча, потертая о шерстяное платье или о фланель. Электризуется также стеклянная трубка или палочка, если ее потереть шелковой тряпочкой, но опыт со стеклом удается только в сухом воздухе. Вот маленькое отверстие содержимое Куринного яйца для этого лучше выдуть его содержимое через другое отверстие, напротив конца. Получив пустую скорлупу (отверстие залепляем белым воском ), мы кладем ее на гладкий стол, доску, блюдо и с помощью наэлектризованной палочки заставляем пустое яйцо послушно перекатываться вслед за ней. Но постороннего наблюдателя не знающего, что яйцо пустое. Опыт этот (придуманный знаменитым ученым Фарадеем) производит озадачивающее впечатление.
Граненый стакан
Сначала заклей грани стакана изнутри полосками черной и белой бумаги. Стакан стал полосатым, словно зебра. В этот стакан нужно поставить свечку так, чтобы она стояла точно посредине. Для этого заготовь несколько картонных кружков такого диаметра, чтобы как раз входили в стакан. В середине каждого кружка прорежь круглое отверстие по размеру свечки. Чтобы отверстие было посредине вычерти циркулем. К стакану снаружи приклей стеарином гвоздики. К каждой грани — гвоздик. И все на одной высоте, на 2 см ниже края. Приклеить удобнее, держа стакан горизонтально в левой руке, а правой прикладывая гвоздики, окунутые шляпкой в стеарин, каждый раз к верхней грани. Сосчитай, сколько ты наклеил гвоздиков. Обычно у стакана 8 граней, значит, гвоздиков будет восемь. Поставь стакан на тарелку, вложи в него картонные кольца, в них вставь свечу, такой высоты, чтобы фитиль немногого не доходил до края стакана. Зажги свечу и следи, что будет дальше. Проходит минута, другая Все тихо, но вот щелк Упал первый гвоздик. Щелк, щелк! 2, 3 гвоздик, а теперь щелк, и 4. Довольно, гаси свечу. Половина гвоздей осталась на стакане ( не успели отклеиться ). И смотри, как интересно. Все они остались на белых гранях, а от черных упали! Почему Стакан нагревался просто, потому что на него падали лучи от свечи. Таким способом, например, солнце нагревает нашу планету, и летом, когда солнце греет сильнее, все тебе советуют одеваться в белое. Не носи черное, в нем жарче. Белый цвет отражает падающие на него лучи. А черный их поглощает. Поэтому, и черные грани нагревались быстрее и гвоздики от них отклеивались.
Вода не выливается из бутылки
Если нальем воду в бутылку с широким горлышком, скажем, в молочную, и бутылку перевернуть вверх дном, что произойдет
Тут и опыта никакого не надо! Ясно, что вода выльется и очень быстро! А нельзя все-таки перевернуть бутылку так, чтобы вода, из открытого горлышка, не вылилась Давайте подумаем.
Для нашего опыта нужно много места. Ведь мы не просто будем переворачивать бутылку в сетке, бутылка делает полный оборот,1, 2, 3 И каждый раз она переворачивается горлышком вниз. Но ни одна капля при этом не выливается, потому что не выливается из-за вращения.
Теперь вместо бутылки возьмем жестяную банку от консервов. В ней легко пробивать дырки гвоздем. И если у тебя нет подходящей сетки, нужно пробить две дырки верхнего края банки, пропустим в них концы веревки и завяжем толстым узлом, чтобы не вырвалась. А за середину веревки вертеть. Вода и здесь не будет выливаться при вращении. Ну, а теперь пробьем в дне банки маленькую дырочку. Наливаем воду и раскручиваем. Оборот 2, 3, из дырочки в дне бьет струя воды. Вода в банке стремится двигаться по инерции, прямо. Но банка не пускает, заворачивает по кругу. Вода сопротивляется, давит на дно. И если в дне дырочка, из нее бьет фонтан.
Таинственное свойство редиски
Итак, отрежем от редиски нижнюю часть, ту что с корешком. В белой мякоти аккуратно вырежем небольшое углубление. Только края не надо задевать, красная кожица должна быть целой. А теперь крепим эту половинку срезом к тарелке. Для верности, немного поводим ее по тарелке, чтобы лучше притерлась. готово. Теперь смело, поднимаем редиску, тарелка поднимается вместе с ней. В чем здесь дело Может быть, редиска содержит какой-нибудь клей Но нет, этот опыт получается с любым овощем. Был бы корешок.
Также, не выходя из кухни, мы можем проделать похожий опыт с молочной бутылкой. Слегка сожмем края горлышка бутылки любым жиром и подержим перевернутой бутылкой над кипящей водой (держать косо, а руку обернуть полотенцем, чтобы не обжечься паром ). Когда бутылка хорошо прогреется, приставим ее горлышком к середине тарелки и держим, пока не остынет. После этого можем смело поднимать бутылку за тарелку или наоборот, как вам больше нравится. Они тоже словно склеятся одна с другой. Оторвать будет не так легко. А когда оторвешь, услышишь характерный чмокающий звук. Такое же чмоканье, только посла6ее, раздается и тогда, когда отрываешь от тарелки редиску или другой корнеплод.
Яйцо в соленой воде
Свежее яйцо в воде тонет — это знает каждый. Желая убедиться, свежи ли яйца, каждая хозяйка испытывает их именно таким образом, яйцо свежее — оно тонет, если всплывет — не пригодно для еды. Физик выводит из этого наблюдения то, что свежее яйцо весит больше, чем такой же объем чистой воды. Я говорю «чистой» потому что не чистая — например соленая вода весит больше. Можно приготовить такой густой раствор соли в в воде, что яйцо будет легко вытеснять им рассол. Тогда по закону плавания открытому в еще древности Архимедом — самое свежее яйцо будет в такой воде всплывать. Используя наши познания для следующего познавательного опыта мы можем заставить яйцо не тонуть, не всплывать, а словно висеть внутри жидкости. Физик выводит из этого наблюдения и назвал бы такое состояние яйца «взвешенным». Для этого мы должны приготовить раствор соли в воде такой крепости, чтобы погруженное в раствор яйцо вытеснило столько рассола, сколько оно само весит. Получив подобный раствор можно только после нескольких проб, немного прибавлять более крепкого рассола, если яйцо тонет. При некотором терпении нам удается приготовить рассол, в котором погруженное яйцо не всплывает и не тонет, а остается неподвижным в том месте, куда его поместили. Этот опыт можно сделать и с сырой картофелиной, только соли придется растворить больше. Картофелина тяжелее яйца, ее трудно заставить всплыть.
Рычажные весы
Хозяйственные, кухонные весы часто выпускают пружинными, со стрелой и циферблатом. Но иногда на кухне можно увидеть и рычажные весы. Они имеют платформу для груза, и коромысло, по которому передвигается гиря. Мы можем сделать весы. Рычагом, а также чашкой будет служить поварежка, подвижной гирей — шумовка, точкой опоры для рычага — зубья вилки. Они лежат на шляпке двух гвоздей, воткнутых в пробку. Другой конец вилки вставлен в крючок поварежки вместе с кусочками пробки, чтобы не выпал. На стене проведем горизонтальную линию. Взвешивая груз, передвигаем шумовкой, пока поварежка не установится параллельно линии. На коромысле почтовых и медицинских весов нанесены деления, нанесите такие на ручку поварежки. Положите в черпак поварежки груз в 0,5 кг. Передвиньте шумовку, установив равновесие Отметьте. Промежуток между двумя отметками разделите на 5 равных частей, поставьте около деления цифры 0 0,1 0,2. и т. д. До 0,5 кг. Весы готовы!
Катапульта из кастрюльки и ложки
Простейшую модель катапульты мы можем соорудить на кухне. Одна из главных частей — ложка, лучше деревянная. Она, кстати, и видом своим больше похожа на катапульту. В старину катапульта заменяла большая кастрюля. Вместо жгута придется приспособить резиновое кольцо. Подходящее кольцо прилагается к стеклянным крышкам дом. консервирования, но катапульта будет слабой. Можно обрезать велосипедную камеру. Пропустим кольцо под одну из ручек кастрюли и сложим пополам, получим 2 петли. Проденем в них ручку ложки и упрем ее концом в угол между дном и стенкой кастрюли. Положим кастрюлю на стол, чтобы она опиралась свободной ручкой и краем дна. В ложку положим снаряд — мячик от настольного тенниса, картофелину, спичечный коробок. Оттянем ложку вниз и опустим. Ложка, притягиваемая резинкой, подскочит вверх, ударится о край кастрюли, снаряд вылетит опишет в воздухе красивую дугу.
Прозрачный отливной стакан
В пластмассовой бутылке отрежем дно. Закупорим резиновой пробкой, в которую вставляем трубку. Она расположена внутри бутылки. Стакан готов! Теперь проведем опыт, чтобы измерять малые тела. Если размеры тела малы, то измерение линейкой будет неточным. Средний диаметр можно измерить более точно, если взять несколько тел. Укладываем в один ряд 40-50 крупинок пшена или гороха. Измерив длину ряда поделим на кол-во крупинок. Такой опыт можно провести с чайником. Чайник — известный сообщающий сосуд, который помогает провести опыт. Возьмем чайник или заварник. Нальем воду до тех пор, пока из носика не будет выливаться вода. А она будет выливаться, т. к. носик расположен ниже самого основания.
Гальванический элемент из картофелины
Собрав гальванический элемент, вставим железную и цинковую пластину в сырую картофелину. С помощью гальванометра определим знаки полюсов элемента. Проверим, как зависит отклонения его стрелки от глубины погружения пластин. Сырая картофелина содержит растворы солей, вставим в нее пластины из разных металлов и получим гальванический элемент. Изменяя глубину погружения пластин, изменяем рабочую поверхность электродов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате нашей работы нам удалось собрать в единый источник всю информацию физических законов и явлений «кулинарных чудес». Для выполнения работы использовали и анализировали рассказы наших мам и бабушек. С целью проведения многих опытов самостоятельно изготавливали приборы из кулинарной посуды. Данный материал можно использовать как источник информации при разборах физических законов и явлений «кулинарных чудес» на уроках физики и труда, на элективных курсах.
На уроках физики мы учим теории и законы.… И иногда, кажется, что эти знания не имеют никакого отношения к нашей жизни… А в повседневной жизни мы часто сталкиваемся со многими привычными вещами, а знаем о них мало, а иногда даже не можем ответить на самый простой вопрос о различных физических явлениях, которые с тем или иным предметом связаны. Я решил попробовать объяснить некоторые общеизвестные «непонятные» и «загадочные» факты, основываясь на знаниях курса физики. А для исследований пойду на кухню к моей бабушке, и вспомним с ней «мои почемучки», как называла их бабушка. Многие из этих вопросов и ответы на них я нашел в научной литературе, а некоторые — те, что использовала и объясняла моя бабушка.
Мои «почемучки»
1. Почему самовар начинает «петь» когда закипает и когда остывает?
Ответ: Вода у трубки самовара превращается в пар, образующий в воде небольшие пузырьки. Эти пузырьки более легкие, поэтому они вытесняются окружающей водой вверх. Здесь они попадают в воду, температура которой ниже. При этом пар в пузырьках охлаждается, сжимается, и стенки пузырьков под давлением окружающей воды с легким треском смыкаются. Эти потрескивания и есть шум, который мы слышим перед закипанием.
2. Почему из только что закипевшего самовара в стаканы вода наливается быстрее, чем когда воды в самоваре убавится?
Ответ: Вода вытекает из крана под действием давления жидкости на боковую стенку самовара. Чем меньше воды в сосуде, тем меньше давление, и тем с меньшей силой вода вытекает из сосуда.
3. Почему у самовара ручки делают деревянные?
Ответ: Дерево является плохим проводником тепла, а металл — хорошим. Это делают для того, чтобы не обжечься.
4. Почему, самовар начинает распаиваться, когда его нагревают без воды?
Ответ: Когда воды в самоваре нет, то все количество теплоты идет на нагревание металлических частей самовара, в результате чего места, спаянные легкоплавким оловом, распаиваются.
5. Почему крышка чайника иногда подпрыгивает?
Ответ: В чайнике с кипящей водой упругость пара достигает такой величины, что будет в состоянии преодолеть вес крышки чайника. В результате этого крышка приподнимается и пар выходит, затем это явление будет повторяться.
6. При кипении воды в чайнике, он немного увеличивается в объеме от нагревания. Увеличивается ли при этом дырочка в его крышке?
Ответ: Дырочка в крышке чайника тоже увеличится, поскольку отверстия при нагревании металлических предметов также увеличиваются.
7. Почему чайники лучше делать блестящими?
Ответ: Блестящая поверхность испускает меньше тепловых лучей, поэтому в чайниках с такой поверхностью вода медленнее остывает и быстрее нагревается.
8. Почему у стаканов для чая дно делают немного толще, чем стенки?
Ответ: Это делается для того, чтобы стаканы были более устойчивыми.
9. При наливании горячей воды в стаканы, они часто трескаются. Какой стакан скорее треснет: гладкий или граненый?
Ответ: У граненых стаканов стенки более толстые, чем у гладких. Толстостенные стаканы при наливании в них горячей воды лопаются чаще, поскольку внутренняя и внешняя стороны их стенок расширяются неравномерно.
10.С какой целью в стакан кладут ложечку, когда наливают кипяток?
Ответ: Металлическая ложка является прекрасным проводником тепла. Она поглощает большое количество теплоты, которое должно быть сообщено стеклу стакана. Поэтому стакан с ложечкой нагревается не так быстро и сильно.
11. Почему когда мы пьём из полного стакана, чай вливается к нам в рот?
Ответ: Когда мы прикасаемся губами к чаю, вытягиваем глубоким дыханием воздух из полости рта. В результате этого мы достигаем того, что жидкость под влиянием наружного атмосферного давления переливается туда, где давление меньше: в полость рта.
12.Как объяснить тот факт, что из полного стакана трудно налить чай в блюдце, не пролив его на стол?
Ответ: Стекло обладает способностью смачиваться водою, поэтому жидкость начинает выливаться из стакана, прежде всего по стеклу и отчасти прольется.
13. Какая вода, кипяченная или сырая, скорее закипит, если перед нагреванием их температура была одинаковой?
Ответ: Сырая вода закипит раньше, поскольку в ней содержится воздух, который ускоряет кипение. Из кипяченой воды растворенный в ней воздух был выгнан кипячением, поэтому вода закипит позднее.
14.Зачем дуют на горячий чай, чтобы его остудить?
Ответ: Воздух над горячей водой, на которую мы дуем, все время сменяется, испарение происходит более интенсивно и вода остывает быстрее.
15. Почему чай в чашке обычно остывает быстрее, чем в стакане?
Ответ: Обычно чашки имеют больший диаметр, чем стакан, поэтому испарение жидкости в них происходит с большей поверхности. В результате жидкость остывает быстрее.
16. Зачем заварочный чайник, перед тем как заварить в нем чай, ополаскивают кипятком?
Ответ: При ополаскивании чайника кипятком он нагревается, и вода, налитая в него во второй раз, становится более горячей. Благодаря этому чай заваривается лучше.
17. Видим ли пар?
Ответ: На самом деле пар невидим, поскольку он прозрачен. А тот белый туман, который вырывается из носика чайника, совсем не пар, а вода, распыленная в мельчайшие водяные капельки. Они как пылинки, парят в воздухе и делают так называемый пар непрозрачным.
18. Почему вынутое из кипятка яйцо не обжигает руки?
Ответ: Вынутое из кипятка яйцо — влажное и горячее. Вода испаряется с горячей поверхности яйца, в результате охлаждает скорлупу, и рука не ощущает жара. Но это лишь в первое мгновение, пока яйцо не обсохнет, после чего его высокая температура становится ощутимой.
19. Почему молоко скисает?
Ответ: Микроскопические грибки наподобие дрожжей всегда летают в воздухе,
и, попав в молоко, превращают молочный белок в молочную кислоту, а от кислоты молоко створаживается.
20. Откуда у печеного хлеба корочка?
Ответ: В муке находится крахмал. При выпекании хлеба от сильного жара крахмал на поверхности превращается в декстрин — клей, который и склеивает отдельные крахмальные зерна в румяную корочку.
21. Почему хлеб имеет свойство черстветь?
Ответ: Хлеб черствеет потому, что по мере испарения частичек жидкости в хлебе, находящаяся в нем клейковина затвердевает, и хлеб черствеет.
22. Почему хлеб весь пронизан дырочками?
Ответ: В тесто кладут дрожжи, из-за этого в нем появляется множество пузырьков углекислого газа, которые его раздувают. Клейковина, имеющаяся в тесте, от печного жара подсыхает, становится рыхлой и не может удерживать углекислый газ, вырывающийся наружу. След, оставшийся от пузырька углекислого газа, и есть дырочка в мякоти хлеба.
23. Почему тупым ножом резать труднее, чем острым?
Ответ: Острый нож имеет меньшую площадь и, соответственно, передает давление руки на меньшую площадь разрезаемого предмета. В связи с этим давление увеличивается и легче разрушает материал.
24. Почему когда электроплитку включают в сеть, ее спираль быстро накаляется докрасна, а провода, подводящие напряжение, не нагреваются заметно?
Ответ: Провода обладают малым сопротивлением прохождению тока, а спираль изготовлена из специального сплава, который имеет большое удельное сопротивление. Преодоление этого сопротивления способствует выделению большого количества тепла, которое накаляет спираль электроплитки.
25. Почему в кастрюлях, в отличие от чайников и самоваров, нет накипи?
Ответ: В кастрюлях тоже появляется слой накипи, но он бывает относительно маленький, поскольку соли, выделяющиеся при кипении воды, осаждаются в основном на варящихся продуктах. Тот же небольшой слой накипи, образующийся в кастрюле, быстро с нее счищается, так как кастрюли часто моют изнутри.
26. В какой посуде пища подгорает сильнее: в чугунной или медной?
Ответ: Теплопроводность меди в восемь раз больше, чем чугуна, поэтому в медной посуде пища должна подгорать легче, чем в чугунной.
27. Почему овощи варят в закрытой кастрюле?
Ответ: Кислород способствует растворению витамина С, поэтому кастрюлю закрывают крышкой, чтобы к овощам, варящимся в ней, его поступало меньше.
28. Почему когда в воду добавляют соль, ее температура понижается?
Ответ: Попадающая в воду соль, растворяется в ней. При этом тепло, отнимаемое от воды, поглощается. В результате температура получившегося раствора понижается.
29. Почему банка с холодной водой, если ее внести в теплую комнату, «потеет»?
Ответ: В комнате в теплом воздухе содержатся водяные пары, они и конденсируются на холодных стенках банки.
30. Почему когда мы выливаем из бутылки воду, она булькает?
Ответ: Когда жидкость выливается из бутылки, то внутри неё давление воздуха понижается. В результате наружный воздух, который находится под нормальным атмосферным давлением, периодически врывается внутрь бутылки. Поэтому жидкость начинает булькать.
31. Почему от воды огонь гаснет?
Ответ: Вода тушит огонь, потому что: 1) она сильно охлаждает горящее тело, 2) сама вода и ее пары, образующиеся при этом, мешают притоку кислорода воздуха, без которого не может продолжаться горение.
32. Почему в горах трудно сварить яйцо, мясо?
Ответ: Температура кипения зависит от внешнего давления. В высокогорных районах атмосферное давление значительно ниже, чем у поверхности Земли, а с уменьшением давления температура кипения уменьшается. Вблизи вершины Эльбруса она составляет только 82◦ С. Там атмосферное давление равно 0,5 атм. [1]
33. Как сохранить чай в чашке как можно дольше горячим?
Ответ: поставить чашку или стакан на подставку сделанную из материала с плохой теплопроводностью — дерева, поместить чашку в другую чашку, большую по размерам (подобие калориметра) или завернуть в «шубу», чтобы уменьшить теплоотдачу.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
По каким признакам и как можно понять, что вода в кастрюле закипает?
Закипание жидкости напрямую зависит от температуры. Чем сильнее нагревается емкость, тем интенсивнее прогревается содержимое внутри нее.
За счет этого вода быстрее вскипает, достигнув температуры кипения.
Вскипание также зависит от давления воздуха, которое оказывается на поверхность. Если оно падает, то и температура закипания снижается. Вскипание наступает быстрее. Если давление увеличивается, то и температура вскипания уменьшается. Для закипания потребуется большее температурное воздействие.
Вскипание зависит также от диаметра дна кастрюли. Чем оно больше, тем скорее содержимое закипит внутри нее.
Многое зависит от вида применяемого источника нагревания. Вода вскипает через разный временной промежуток, если для ее нагрева используется газовая или электрическая плита.
При скольки градусах вскипает?
На газовой плите вода в таре для варки закипает что с открытой, что с закрытой крышкой при одном и том же температурном значении. Она составляет 100 С.
Крышка влияет на скорость вскипания. За счет нее между паром и водой сохраняется нужный теплообмен. Крышка задерживает нагретый воздух над водой.
Его молекулы не улетучиваются и не уносят энергию, которая была затрачена на нагрев. Она возвращается обратно в воду, и она быстрее достигает 100 С, после чего начинает кипеть.
При открытой крышке молекулы воздуха активно улетучиваются в помещение. Водная поверхность быстрее теряет энергию, идущую на ее нагрев.
Она не возвращается обратно в нее. Из-за этого она дольше достигает температуры в 100 С.
Вода закипает в таре на электроплите что с открытой, что с закрытой крышкой при 100 С. Как и в случае с газовой плитой играет роль не разный температурный показатель кипения воды, а теплообмен.
При закрытой крышке пар над водой интенсивнее передает ей энергию. Она быстрее достигает 100-градусного значения. При открытой крышке теплообмен низкий. Большая часть энергии улетучивается в пространство.
Сколько по времени занимает процесс на газовой плите, электроплите?
На закипание воды в емкости, греющейся на газу и электроплите, уходит разное количество времени. Пол-литра вскипает в таре на газовой плите примерно за 3 минуты.
На кипячение литра уходит чуть больше времени. Обычно вскипание начинается через 5 минут.
На электроплите вскипание происходит дольше. Пол-литра начинает кипеть только по истечении 5 минут после начала нагрева. Литр будет кипятиться еще дольше. На это уйдет около 7-8 минут.
Как ускорить?
Чтобы в емкости быстрее образовался кипяток, можно использовать следующие способы:
- Накрыть кастрюлю крышкой. Самый действенный вариант. Крышка не позволит теплу уходить в помещение. Теплоотдача останется высокой. Воде потребуется меньше времени для закипания.
- Использовать кастрюлю с широким днищем. Чем больше диаметр емкости, тем скорее в ней начнется процесс кипения. В таре с широким дном нагрев более равномерный.
- Использовать самую большую по размеру газовую или электрическую конфорку. Чем больше по диаметру нагревательный источник, тем интенсивнее будет прогреваться дно емкости.
Соль не ускоряет закипание воды. Она лишь вызывает кратковременный эффект появления пузырьков в ней. Особенно это видно при добавлении соли в уже сильно нагретую воду. Но на время ее закипания это не влияет.
Как определить, что скоро закипит?
Незадолго до начала кипения на дне емкости начинают появляться мелкие пузырьки, наполненные воздухом. С каждой секундой их становится все больше.
Они возникают по всему дну емкости. Также они появляются на части боковых стенок тары. Особенно на участках, расположенных близко ко дну емкости.
Перед началом процесса мелкие пузырьки начинают активно подниматься вверх и лопаться на поверхности. На дне емкости формируются уже более крупные пузыри, а мелких становится значительно меньше. Над водой в это время возникает пар.
Как выглядит кипящая H2O?
Кипяток очень подвижен. На дне тары постоянно образуются крупные пузырьки. Они поднимаются вверх в виде вертикальных столбцов.
На поверхности они быстро лопаются. Некоторые из них какое-то время плавают на поверхности, соединяясь с другими пузырями и лопаясь.
Кипяток в кастрюле бурлит. Над ним непрерывно возникают столбы пара.
Какова температура пара и емкости?
Пар, формирующийся над кипящей водной поверхностью, хорошо проводит тепло. Он нагревается до 100 С. Но такая его температура только у самой водной поверхности. После выделения на поверхность пар стремительно охлаждается. Его градусы падают. Чем дальше от кипящей поверхности, тем меньше градусов становится у пара.
Температура емкости, в которой происходит кипение, составляет те же 100 С. При данном значении посуда отдает воде нужное для закипания количество тепла. При длительном кипении дно емкости нагревается свыше 100 С.
Если у емкости толстые стенки, то ей для закипания воды внутри нее нужен нагрев чуть более 100 С. Она может разогреться и до 110 С, прежде чем содержимое внутри нее начнет кипеть.
Заключение
Кипение жидкости в посуде для варки зависит от температуры и давления. Она закипает при нормальном давлении при 100 С, если кипятится на газовой или электрической плите. Наличие крышки ускоряет время начала кипения.
Вода в таре на газу закипает быстрее, чем на электроплите. Предвестниками кипения являются мелкие пузырьки, формирующиеся на дне кастрюли. Кипяток активно бурлит, а над его поверхностью непрерывно образуется пар.
При кипении дно посуды нагрето до 100 С. Если процесс длительный, то посуда перегревается свыше 100 С. Температура пара над поверхностью составляет 100 С.
Источник https://o-vode.net/kakaya-byvaet/kipyachenaya/zakipaet-v-kastryule
Источник https://bravedefender.ru/kulinarnaya-fizika/
Источник https://house-fitness.ru/voda/po-kakim-priznakam-i-kak-mozhno-ponyat-chto-voda-v-kastryule-zakipaet
