物理学科是和生活紧密结合在一起的一门学科,物理知识来源于生活,又被广泛地应用于生活中。但是,许多同学在学习的过程中总是抱怨物理难学,不愿意动手动脑。据我本人十几年的教学经验来说,有些学生对物理没有兴趣,或者说只是为了考一个好成绩或者好学校逼自己学。那么,就从大家接触最多的厨房入手和大家谈谈厨房里的物理知识,以期能提高大家的物理学习兴趣。
首先我们先看看厨房里的硬件设施吧。走进厨房,地面一般铺的是防滑瓷砖,其目的是增大人脚与地面的粗糙程度来增加摩擦力的,防止有水洒在地面上时,人会滑倒;厨房炉灶上方安装排气扇或者抽油烟机是为了加快空气对流,使厨房油烟及时排出去,避免污染空间;电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头,使用时必须插入三孔插座,防止用电器漏电和触电事故的发生;菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹,使接触面变得更粗糙,增大人手与工具手柄部分的摩擦;锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,是利用了物理学中热传递的知识;长期堆煤的墙角处,墙面呈黑色,这是因为分子的扩散现象;电冰箱应放置在阴凉通风处,决不能靠近热源,以保证散热片很好地散热。电冰箱内的食物不要塞得太满,食物之间要留有空隙,以便冷气对流。
接下来带领大家从厨房内的做饭工具中寻找应用的物理知识。我们平时用菜刀切菜正是利用了力学中“力的分解与合成”的知识;菜刀的刀刃比刀背薄是为了减小受力面积,增大压强。菜刀的刀刃有油,为的是在切菜时,使接触面光滑,减小摩擦。菜刀用过一段时间,刀刃比原来要钝一些,切菜时就感到费力些。磨一磨,使刀刃的表面积减小,变得更锋利,切菜时,用同样大小的力,可以增大压强。煮米饭的电饭煲、烧开水的电水壶都是运用了电流的热效应知识来工作的。厨房里的炉灶是利用能量转化的原理来工作的,比如:燃煤灶、柴灶和液化气灶是将化学能转化为内能,而微波炉对食物进行均匀加热的原理是将电能转化为电磁能,再将电磁能转化为内能;电磁炉(又名电磁灶)改变了炉灶(柴灶、液化气灶、燃煤灶)采用明火烹饪的方式,是采用磁感应电流又称涡流的原理对食物进行烹饪的。
再来看和做饭、吃饭有关的物理知识。炒菜主要是利用热传导方式传热,煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的;人们往柴灶里送柴,手拿火钳夹住柴草,用力一耸,柴草就被送进灶间了,是利用了惯性的知识。人们生活中常食用的腌菜和腊肉;炒青椒时人总是呛得眼泪直流,有的还打喷嚏;炒菜时各种调料放在一起,方能做出香喷可口的菜,这些都是分子扩散的原因。将冻肉放在冷水中(用接近0℃的冷水最好), 冻肉解冻比热水解冻快些;人们在水中煮面食颜色是白色的,而在油锅里煮颜色是黄色的,甚至是黑色的,原因是油的沸点比水的沸点高得多;我们在炒菜或者做油炸食品时,如果不小心在放入油的锅中滴入水的话,就能听见“啪、啪”的响声,伴随着的是有油从锅中溅出,这也是因为油的沸点比水的沸点高得多的缘故。人们常常把碗放在锅内的水中蒸食物,但是碗不能与锅底接触,当锅里的水沸腾时,碗里的水温度能够达到沸点,但不会沸腾。这是因为水沸腾要满足两个条件,一是要达到沸点,二是要继续吸热,当锅内的水达到沸点时,碗内的水也可以达到沸点,但二者温度相同,不能发生热传递,碗内的水无法从锅内的水吸收热量,所以不会沸腾。包饺子时用手捏饺子可捏出漂亮的花纹,这是捏饺子的力使饺子皮发生了塑性形变,同时面食可以做成各种各样的形状也是这个原因。大家平时在家帮父母干活时,经常听见父母告诉你们怎样判断水是否沸腾:“开水不响,响水不开”。“响水不开”是指水沸腾之前,由于对流,水内气泡一边上升,一边上下振动,大部分气泡在水内压力下破裂,其破裂声和振动声又与容器产生共鸣,所以声音很大。而“开水不响”是指水沸腾后,上下等温,气泡体积增大,在浮力作用下一直升到水面才破裂开来,因而响声比较小。“扬汤止沸”是指把热水舀起一部分,然后再倒回去,由于这部分水要带走部分热量,放入锅里时又要从锅里的水中吸收热量,使锅里的水暂时停止沸腾;“釜底抽薪”是将灶里的燃料拿出,停止热量供给,使锅里的水无法再吸收热量,从而停止沸腾。前者总是权宜之计,不能从根本上解决问题;后者则从根本上入手,解决热水或者热汤翻滚溢出水面的问题。
吃饭用的筷子是费力杠杆,而且把它放在水中时发现筷子折了,拿出来一看,又没有折,是由于光的折射的缘故。用同样大小的力,使两个鸡蛋在桌上转动起来,将会发现,其中一个鸡蛋比另一个鸡蛋旋转得快些,时间也长一些。而且我们能利用力学中摩擦力的知识,判断出旋转快的、旋转时间长的是熟鸡蛋,生鸡蛋的蛋黄、蛋白、蛋壳处于半分离状态,相互间产生较大的摩擦作用,对旋转有较大的阻碍作用,旋转速度下降得很快。而熟鸡蛋内部不存在阻碍旋转的作用,旋转速度下降得不那么快,所以熟鸡蛋旋转快,旋转的时间长。我们在吃煮熟的鸡蛋前,通常将熟鸡蛋在冷水里浸一下就轻而易举地将蛋壳剥掉,是利用大多数物质都有“热胀冷缩”这样一种物理特性。一碗滚烫的汤,要想使它很快冷却下来,最简单的办法就是用嘴吹,其原因就是吹气时加快了空气流动,从而加快了水分的蒸发吸热。
由此可见,物理就在我们身边,在我们周围。平时只要大家留心观察我们身边的物理现象,并多问几个为什么,积极探索,认真思考,那么我相信一定会提高学习物理的兴趣,在学习中达到乐学的境界,从而快乐无忧地学习物理,提升物理成绩。
(河南省信阳工业学校)