在炎热的夏天,大家都有这样的体会:气温高的时候,我们会感到非常不舒服,呼吸不畅,这是因为气压低的缘故。对同一海平面而言,热的地方空气分子的运动剧烈,分子间距增大,单位体积空气分子数量减少,也就是说单位体积空气质量减小,对某平面产生的压强就小,所以就形成了低气压。
高压锅是家庭常用的厨房用品,那么,你知道高压锅与普通锅有哪些不同吗?高压锅与普通锅主要不同之处在于高压锅的密封性好。高压锅的盖子上有一个带有活塞的气孔,它使锅内与外界相通。当锅内温度升高到100℃时,锅内气体会把气孔的活塞顶起,此时,锅就被密封了。随着锅内的温度继续升高,气体的压强增大,当压强增大到最大值时,气体就会冲开限压阀,使气体慢慢地放出来,使锅内的压强降低,当锅内锅外的压强相等时,就可以把锅打开了。这就是为什么高压锅在刚做好饭时,不能立即打开的原因。
巧剥鸡蛋
故事里的大学问
鸡蛋富含丰富的营养。每天早晨,甜甜的妈妈都会给她煮一个鸡蛋,甜甜也很喜欢吃鸡蛋,就是总为剥鸡蛋犯愁,花了好长时间也无法剥出一个完整的鸡蛋,总是这里缺一块,那里缺一块。
一天早晨,甜甜的妈妈又煮了鸡蛋,甜甜望着鸡蛋对妈妈说:“妈妈,以后我们不要吃鸡蛋了,它太难剥了。”妈妈笑而不答,从厨房端来一盆冷水,把鸡蛋放进水里,过了一会儿,再把鸡蛋从水里拿出来,三下五除二,就剥出了一个雪白、滑溜溜的鸡蛋。
你知道这里面运用了哪些物理原理吗?
真相是这样的
甜甜的妈妈把鸡蛋放入冷水里泡过后再剥,就能剥出雪白、滑溜溜的鸡蛋,这是利用了物理学中的热胀冷缩的原理。
鸡蛋分为蛋壳、蛋壳保护膜和蛋壳内容物三层,蛋壳内容物又分为蛋清和蛋黄两部分,成分都是蛋白质。鸡蛋煮熟,主要发生的是蛋白质受热变性,蛋白质从液体变成固体,是物理变化。有许多物体因受热而体积增大,遇冷体积而缩小。鸡蛋也是这样,受热后里面的液体变成了固体,体积增大而很难剥皮。当鸡蛋遇冷,鸡蛋的内容物就会变小,就好剥了。
但是,值得一提的是,凉水冲鸡蛋的做法并不值得提倡。因为蛋壳保护膜在蛋煮熟后会被破坏,当煮熟的蛋放入冷水中,蛋壳内容物会发生猛烈收缩,与蛋壳之间形成真空空隙,水中的细菌、病毒很容易被负压吸收到蛋内的这层空隙中。“负压”是低于常压(即常说的一个大气压)的气体压力状态。
要想给鸡蛋快速剥皮,在煮蛋时放入少许食盐,煮熟的鸡蛋的蛋壳就很容易剥掉。将鸡蛋放入冷水里浸湿,再放进热水里煮,蛋壳不会破裂也容易剥下。
如果你不小心把煮熟的鸡蛋与生鸡蛋放在了一起,在不打开鸡蛋的前提下,你如何把生鸡蛋与煮熟的鸡蛋分开呢?
把鸡蛋放在桌上,用手快速转动鸡蛋,过一会后放手,观察鸡蛋的转动情况,如果鸡蛋转动得很顺畅,则为熟鸡蛋;反之,如果转动得不顺畅则为生鸡蛋。
这是因为熟蛋被转动时,蛋白蛋黄全部一同被转动,所以转得很顺利。但生蛋被转动时,只是蛋壳受力,而蛋白和蛋黄几乎未受力。由牛顿第一定律(惯性定律)可知,蛋白和蛋黄因惯性几乎停留不动。所以,蛋的转动就因为蛋白和蛋黄变慢了。
水缸“出汗”,不用挑担
故事里的大学问
今年暑假,小敏跟随爸爸回到老家看望爷爷。小敏的爷爷住在农村。从小在城里长大的小敏在爷爷家看什么都稀奇,和小伙伴们玩得可开心了,一起到田里拔萝卜,一起下河捉鱼虾,玩得不亦乐乎,还增长了不少见识。
一天早晨,小敏又打算出去和小伙伴们玩耍,却被爷爷叫住了,“今天出去带上雨伞,会下雨的。”小敏觉得奇怪,爷爷又没有听天气预报,他怎么知道今天会下雨呢?爷爷笑着指着院子里的一口大水缸说:“水缸‘出汗’,不用挑担。”小敏仔细一看,发现水缸外面有一层水珠。为什么水缸“出汗”就要下雨呢?小敏一时有些摸不到头脑。
真相是这样的
要回答上面的问题,我们首先要了解两个物理现象:汽化和液化。液化是指物质由气态转变为液态的过程,液化会对外界放热,我们常说被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的开水烫伤严重得多,这是因为水蒸气液化时要放出大量的热。汽化是指物质由液态转变为气态的过程,汽化需要吸热,夏天人们吹电风扇感到凉快,是因为加快了空气的液表流速,加快了汗液的蒸发。
现在我们来回答水缸“出汗”的问题,水缸中的水因为蒸发,水面以下部分温度会比空气温度低,空气中的水蒸气遇到温度较低的水缸表面就会发生液化,水珠附在水缸的外表面。天气晴朗时,因空气中的水蒸气含量较少,虽然也会在水缸的外表面液化,但很快就会蒸发掉,无法形成水珠。如果空气潮湿,水蒸气蒸发得就慢,水缸外表面的液化大于汽化,就会有水珠出现,空气中水蒸气含量大,降雨的概率就大,当然就不用挑水去浇地了。
“水缸‘出汗’,不用挑担”是一句谚语。我国有很多谚语,谚语里面都蕴含着丰富的知识,类似的还有“雪落高山,霜降平原”,这是为什么呢?
因为下雪天,高山上的气温低于山下平地的气温,下到高山的雪不容易融化,而下到平地的雪则很容易融化,所以下同样的雪,高山上的比平地要多。
霜是地面上的水蒸气遇冷而凝华的结果。凝华是物质从气态不经过液态而直接变成固态的现象,山下平地表面上的水蒸气比高山上多,所以平地容易形成霜,高山不容易形成霜。
冻肉该怎么解冻
故事里的大学问
周日,彤彤的同学来家里做客,彤彤和妈妈在厨房里忙活起来,准备好好招待同学。“彤彤帮我把冰箱里的肉拿出来。”妈妈喊了一声,彤彤赶紧从冰箱里取出肉,可是肉冻得像石头一样硬,怎么吃啊?
“你把肉用热水泡一泡,它不就化了吗?”彤彤的同学小英在一旁提醒说。“对呀,我怎么就没想到呢!”彤彤赶紧拿来一个大盆,往里面倒上热水,然后把肉放在热水里面。可是过了很久,肉只化开了表面的一点。这时妈妈走过来,看到盆里的肉,摇着头说:“傻孩子,怎么能用热水解冻呢?应该用冷水。”
这下,彤彤更加疑惑了,热水都化不开冻肉,用冷水怎么能化开呢?你能帮彤彤解答这个问题吗?
真相是这样的
从冰箱里取出冻肉、冻鸡,给其解冻,放在热水里是行不通的。因为放在热水里解冻,冻肉从热水中吸收热量,肉的外层会在很短的时间内解冻,使温度上升到0℃以上,这时候肉层之间就有了空隙,阻挡了热传递,使内部的冻肉不容易再吸热而无法解冻,形成硬核,更不好化开。
如果把冻肉放在冷水中,因为冻肉使冷水的温度很快降到0℃,而且部分水还会结冰,因为1克的水结成冰后,就可放出80卡热量,放出的热量被冻肉吸收后,使肉的外层温度较快升高,而内层又容易吸收到热量,就使整块肉的温度也很快升到0℃,反复几次,冻肉就化开了。而且从营养的角度讲,这种均匀缓慢升温的方法也是科学的,不会破坏肉的营养。
另外,还需要提醒大家一点,如果你的父母习惯用砂锅炖肉的话,当发现肉熟得差不多了,就可以关火了,没有必要等肉熟到很烂,如果是用铁锅或者铝锅,就要等肉熟烂再关火。
这是因为砂锅是陶土烧制成的,传热能力比金属差得多,当砂锅加热时,锅外层的温度大大超过100℃,内层温度略高于100℃。此时,锅吸收了很多热量,储存了很多热能。将砂锅从火上拿下来后,远高于100℃的锅的外层还会继续向内层传递热量,使锅内的肉仍能沸腾一段时间。铁、铝锅就不会出现这种现象。
想做厨房的小帮手吗?在爸爸妈妈下班后,亲手做一道菜,犒劳一下辛苦的爸爸妈妈吧。在这里,我教大家爆炒肉片的方法,如果将肉片直接放入热油锅里去爆炒,瘦肉纤维中所含的水分就会急剧蒸发,使肉片变得干硬,失去鲜味。
想把肉片炒得好吃,就要给肉片拌入适量的淀粉,将肉片放到热油锅里后,附着在肉片外的淀粉糊中的水分蒸发,而肉片里的水分不容易蒸发,仍保持了原来肉的鲜嫩,还减少了营养的损失。用这种方法炒的肉片,鲜嫩味美。你不妨试一试哦!
城市热岛效应是怎么回事
故事里的大学问
每年夏天放暑假的时候,小美就吵着要回农村的老家。同学们对小美的做法十分不解,“农村有什么好,哪有城市繁华,要什么有什么,想玩什么有什么。”小美回答说:“城市虽然好,但是太热了。还是农村好,农村凉快,不用开电扇,就能舒舒服服地睡午觉。”
“怎么可能,都在一个城市里,温度哪里差那么大?”同学们对小美的回答表示怀疑,可这是小美的真实感受。在城市里的时候,她总是感觉酷暑难当,一回到农村,就感受到凉风习习,暑意尽消。为什么城市和农村存在着这样大的温差呢?小美一时也无法回答同学们的问题。
真相是这样的
城市与农村存在着较大的温度差是由于城市热岛效应造成的。城市热岛效应是指由于人为原因,改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素,进而引起城市小气候变化现象。
由于城市化的速度加快,城市建筑群密集,柏油马路和水泥路比乡村的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容,所以使城市升温较快,并向四周和大气中大量辐射,造成同一时间城区气温普遍高于乡村的气温。高温的城区处于低温的郊区包围中,就像大海中的岛屿,人们把这种现象称之为城市热岛效应。
其实,一年四季都可能出现城市热岛效应,只不过夏天人们的感觉更明显一些罢了。那么,城市热岛现象是如何形成的呢?其原因主要有以下几个方面:
1城市下垫面特性的影响。
城市下垫面是指大气底部与地表的接触面。城市内有大量人工构筑物,如水泥地面、建筑墙面等,改变了下垫面的热属性,人工构筑物吸热快而热容量小,在相同的太阳辐射条件下,比自然下垫面升温快,所以城市下垫面的温度明显高于自然下垫面。
2城市大气污染。
城市中的机动车辆、工业生产及大量的人群活动,产生了大量的氮氧化合物、二氧化碳、粉尘等,这些物质可大量吸收环境中热辐射的能量,产生温室效应,导致大气升温。
3人工热源的影响。
城市工厂里的机器及人类生活活动都消耗大量能量,大部分以热能形式传给城市大气空间,导致城市气温上升。
此外,随着城市自然下垫面减少,城市的建筑、广场、道路等大量增加,绿地、水体等自然因素相应减少,放热的多了,吸热的少了,从而使城市热岛效应无法缓解和削弱。
城市人工建筑物的增加,自然下垫面的减少是导致城市热岛效应的主要原因,所以,要缓解城市热岛效应的影响,最重要的就是增加城市绿地,发展城市绿化。
绿地能吸收太阳辐射,所吸收的辐射能量又有大部分用于植物蒸腾耗热和在光合作用中转化为化学能,使增加环境温度的热量大大减少。
研究发明,城市绿化覆盖率与热岛强度成反比,绿化覆盖率越高,热岛强度越低。当覆盖率大于30%后,城市热岛效应得到明显的削弱;覆盖率大于50%,绿地对城市热岛效应的削减作用极其明显。
此外,减少人为的热释放,尽量将民用煤改变为液化气、天然气,集中供热也是缓解城市热岛效应的重要途径。