物理爱好者

漫步云涧

水烧开时不会溢出来，为什么粥烧开了却会溢泻出来呢？







水烧开时，水蒸气泡升到水面，就立即爆破，不会积聚起来，水面的高度不会升高太多，水就不会溢泻出来。


粥烧开时，由于米粒的淀粉和水混合变成糊状，增大了粥的粘性，引致水蒸气泡不易爆破，一直积聚在面上，愈堆愈高，就从煲盖溢泻出来。把煲盖掀开，用筷子承着使盖与煲离开一段距离，利用空气冷缩气泡，就可以减轻溢出的程度。

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水烧开时不会溢出来，为什么粥烧开了却会溢泻出来呢？







水烧开时，水蒸气泡升到水面，就立即爆破，不会积聚起来，水面的高度不会升高太多，水就不会溢泻出来。


粥烧开时，由于米粒的淀粉和水混合变成糊状，增大了粥的粘性，引致水蒸气泡不易爆破，一直积聚在面上，愈堆愈高，就从煲盖溢泻出来。把煲盖掀开，用筷子承着使盖与煲离开一段距离，利用空气冷缩气泡，就可以减轻溢出的程度。

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怎样旋开玻璃瓶上太紧的铁盖?







想一想:

（利用玻璃与铁的膨胀率不相等，和受热的先后，就可以容易地旋开玻璃瓶上的铁盖。）


铁的膨胀率比玻璃大。当铁盖和玻璃瓶口升高相等的温度时，铁盖的直径增加比瓶口较大。如果把玻璃瓶倒置，以开水泡铁盖一会，趁瓶口的玻璃仍未赶得及膨胀时，就容易把铁盖旋开。

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饭菜扑鼻香







在厨房里做饭炒菜，我们在屋外也能闻到饭菜的香味。更有意思的是，有时候锅里的油才烧热，厨房外面的人就闻到了油香。


香味是怎么被人闻到的呢？因为在烹调的过程中，饭菜的分子有一部分被蒸发到空气中，并且渐渐地向四面八方运动，当它们钻进我们的鼻孔时，我们就闻到香味了。这个过程叫做扩散现象。正是气体的扩散作用帮助人们闻到了各种气味。


气体分子很小很小，我们的眼睛直接看不见它们。但是，这些分子的运动是能够间接地观察到的。在太阳光底下，我们可以看到许多尘埃在空气中飘来飘去，上下飞舞，就是受运动着的气体分子碰撞的结果。气体分子的运动是无规则的，互相之间不断地碰撞，不断地改变运动的方向。因为气体分子之间距离比较大，互相撞碰的机会少，所以它们很容易离散开来。有些气体的分子运动得很快，拿氢气来说，它的分子跑得比子弹头的速度还要快上几倍呢。正是这个缘故，气体物质的体积，如果不受外界的约束，就会不断膨胀扩大，扩散开来。


扩散现象不单气体里有，液体里也有。做汤的时候，滴进几滴酱油，即使不搅拌，整个汤里也会逐渐均匀地染上酱油的色泽，并富有酱油的美味。这就是酱油在汤里扩散的结果。


固体之间也有扩散现象。有人曾经做过这样的实验：把一块铅片和一块金片，分别磨光，压在一起，在室温下(20℃)放置五年，金片和铅片便连在一块，它们互相混合的深度约一厘米。我们知道，在室温下，金和铅是不会熔解的，但是它们的接触面竟生成了一层均匀的铅金合金，这就是扩散作用在固体中玩的把戏。


扩散现象生动地证明，无论是那一种形态的物质，它们的分子无时无刻不在运动，当它们互相接触的时候，彼此就要扩散到对方当中去。随着温度的升高，分子无规则运动的速度增大，扩散也加快。


  

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香脆的爆米花







“砰！”随着一声巨响，爆米花的香气便飘散开来。爆米花个大粒圆，酥脆芳香，是很受小朋友欢迎的一种膨体食品。大米经过爆米机一加工，体积陡然胀大好多倍，难怪人们风趣地把爆米机称作“粮食扩大器”哩！


那么，米粒是怎样被扩大的呢？


我们知道，密封在容器中的气体，都有一个特别的脾气：温度增高，压强就增大。给爆米机加热的时候，密封在罐里的空气的压强逐渐增大；同时，装在里面的大米逐渐被加热，贮存在米里的水分也逐渐蒸发出来，聚积在铁罐内。罐的温度不断升高，罐内的气压越来越大，这种高压阻止米中水分继续蒸发，使残存在米中的水分也逐渐升温升压，一个个米粒象憋足了气的小气球，只因为受到罐内气压的约束，它们才不能爆开。当罐内气压升高到2—3个大气压的时候（这从气压表上可以看出），便停止加热。这时，爆米花的师傅拿一条长布袋套在爆米机的口上，然后打开盖子。说时迟，那时快，在一声巨响中，大米喷到布袋里了。高温高压的米粒突然进入气压较低的环境中，憋在米粒中的高温高压水分，失去了约束力，便急骤膨胀，使米粒迅速胀大，变成了爆米花。


透过爆米花，使我们看到了“高温高压”的巨大力量。节日的焰火、鞭炮，工地上的爆破，工厂里的蒸汽锤，大力士蒸汽火车头……它们那种有声有色的表演，都是“高温高压”导演出来的。随着科学技术的发展，它已成为生产上的强大动力

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暄松的馒头







制作馒头的关键是发酵。酵母菌可以使面团的淀粉发生化学变化，生成糖、醇和酸等，并且放出二氧化碳气。但是，加热方法如果不适当，比如直接放在锅上烙，由于受热不均匀，只能变成皮硬内软的“烤饼”；要想得到暄松的馒头，必须请高温蒸汽来帮忙。当人们把揉好的生馒头放进蒸笼以后，高温蒸汽很快把馒头包围起来，从四周给馒头均匀地加热。馒头里面的二氧化碳气受热膨胀，可是又不容易冒出来，只能在里面钻来钻去，于是便胀出许许多多小空泡，使馒头又松又暄。如果在面里放些糖，发酵充分，蒸汽温度高，供汽又猛，就可以蒸出表面开裂的“开花”馒头。这样的馒头，富有弹性，吃起来香甜可口。


在蒸馒头的过程中，我们是用高温水蒸气作为介质来给馒头加热的。在日常生活中，利用介质加热的例子很多，例如做饭炒菜要加水，炒板栗、花生和豆子要用细砂。水和细砂也是常用的传热介质。


气体受热膨胀也往往会给人们带来麻烦。炎热的夏天，汽车轮胎和自行车轮胎有时会“放炮”，就是因为胎内气体受热膨胀，压强增大，大到一定程度，车胎就被胀破了。所以，热天给车胎充气不宜太多，要留有余地。

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多孔的冻豆腐







寒冷的冬天，吃上一碗热乎乎的“冻豆腐”，那真算得上是一种别具风味的美菜呢！

　　豆腐本来是光滑细嫩的，冰冻以后，它的模样为什么会变得象泡沫塑料呢？

　　豆腐的内部有无数的小孔，这些小孔大小不一，有的互相连通，有的闭合成一个个小“容器”，这些小孔里面都充满了水分。我们知道，水有一种奇异的特性：在4℃时，它的密度最大，体积最小；到0℃时，结成了冰，它的体积不是缩小而是胀大了，比常温时水的体积要大10%左右。当豆腐的温度降到0℃以下时，里面的水分结成冰，原来的小孔便被冰撑大了，整块豆腐就被挤压成网络形状。等到冰融化成水从豆腐里跑掉以后，就留下了数不清的孔洞，使豆腐变得象泡沫塑料一样。冻豆腐经过烹调，这些孔洞里都灌进了汤汁，吃起来不但富有弹性，而且味道也格外鲜美可口。


很早以前，我国人民就已经懂得了冰冻膨胀的原理，并利用它来开采石头：冬天，他们在岩石缝里灌满水，让水结冰膨大，把巨大的山石撑得四分五裂，很快就能采到大量的石料。


近年来，工业生产上出现了一种巧妙的新工艺——“冰冻成型”，也是冰冻膨胀原理的应用。办法是：根据零件的形状，用强度很大的金属，做一个凹形的阴模和一个凸形的阳模，把要加工的金属板放在两个模的中间，在阳模和密闭的外壳之间，灌满4℃左右的水，然后把这个装置冷却到0℃以下。这时，由于水结冰，体积膨胀，所产生的巨大力量把阳模压向阴模，便把金属板压成一定形状的部件了。


由于水在4℃时的密度最大，体积最小，水温低于4℃时体积反而增大，所以，在4℃时水就不再上下对流了。因此，到了冬季，寒冷地区的江河湖海，表面上虽然结了厚厚的冰层，但下面水的温度却保持在4℃左右，这就给水生物创造了生存的环境。


冰冻也会给人们带来危害，它能使水缸冻破，把自来水管道冻裂……因此，在冬季来临的时候，要及时做好保暖防冻工作。