厨房中的物理学

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  关注生活,将物理知识应用于生活,是新课程的基本理念.生活处处有物理,留心观察皆学问.你知道吗?厨房中也包含着很多物理知识.
  一、厨房里面的物态变化知识
  例1 (2007年西宁市)小刚两次煮鸡蛋,第一次在水沸腾后继续用“急火”煮,直至煮熟.第二次在水沸腾后将火焰调小,但仍然保持锅中的水沸腾,直至煮熟,两次比较( )
  (A) 第一种方法比第二种方法省燃料,省时间
  (B) 第一种方法费燃料,但省时间
  (C) 第二种方法比第一种方法省燃料,但费时间
  (D) 第二种方法比第一种方法省燃料,两种方法所用的时间相近
  解析:因为水沸腾时温度保持不变,“急火”只能使水的汽化加快,不能使鸡蛋吸热加快.故选(D).
  例2 (2008年绥化市)“炖”菜是瑞化人喜欢的一道美食,最好的炖菜是应用煮食法,既把汤料和水置于炖盅中,并用蒸架把盅和煲底隔离,如图1所示,当煲中的水沸腾后,盅内的汤水是否能沸腾?为什么?(设汤水的沸点与水的沸点相同)
  解析:不会.液体沸腾需要两个条件:达到沸点;继续吸热.当煲中的水达到沸点后,盅内的汤水也达到沸点,汤水如果沸腾需继续吸热.但由于煲中的水和盅内的汤水温度相同,不能发生热传递,所以盅内的汤水不会沸腾.
  例3 (2008年黄冈市)用蒸笼蒸馒头,是上层还是下层蒸格中的馒头先熟呢?小明仔细观察后发现:高温的水蒸气经过多层蒸格向上升,遇到冷的蒸笼盖时,大量水蒸气发生现象,很多热量,使层蒸格中的馒头先熟.有经验的师傅拿刚
  出笼的馒头前,先将手沾点水,这样做主要是利用,使手不会被烫伤.
  解析:这道题是以厨房里的蒸馒头为背景,考查热学中的物态变化知识.高温的水蒸气经过多层蒸格向上升,遇到冷的蒸笼盖时,大量水蒸气发生液化现象,放出很多热量,使上层蒸格中的馒头先熟.有经验的师傅拿刚出笼的馒头前,先将手沾点水,这样做主
  要是利用水汽化吸热,使手不会被烫伤.
  例4 (2008年成都市)如图2所示,烧开水时壶口要冒出“白气”,“白气”的构成是( )(A) 水蒸气
  (B) 水蒸气凝华形成的小冰晶
  (C) 水蒸气液化形成的小水珠
  (D) 小水珠和小冰晶的混合体
  解析:烧开水时,壶中的水沸腾产生的高温水蒸气,从壶嘴喷出,在壶嘴的上方遇到冷的空气,迅速液化成小水滴,这就是我们看到的“白气”.因此,烧开水时壶口冒出的“白气”是先发生汽化后发生液化,故选(C).
  二、厨房里面的热运动知识
  例5 (2007年辽宁省)小伟非常爱喝妈妈做的汤,每当妈妈做汤的时候,他都能闻到淡淡的清香味,这是为什么?小伟每次喝汤时,尽管汤很烫,但他总有办法很快地把汤变
  凉,你知道他用了什么办法吗?(写出一种办法)
  解析:这是一道以做汤喝汤为背景的试题,考查热学中的分子热运动知识.因此这是扩散现象(分子无规则运动);第二问有开放性,答案不唯一,考查学生的发散思维能力,例如:把汤倒在盘子里;喝汤时用嘴吹一吹等等.
  三、厨房里面的电学知识
  例6 (2008年青岛市)晓莉发现妈妈经常忘记关掉厨房的窗户、水龙头、煤气开关、电磁炉开关.为消除安全隐患,他想设计如下电路:
  在厨房门口安装红、黄两只灯泡.当煤气、电磁炉没有都关闭时红灯亮,都关闭时红灯灭;当窗户、水龙头没有都关闭时黄灯亮,都关闭时黄灯灭.
  现在,给你红、黄两只灯泡,一个定值电阻,4个开关,电源和导线若干,请你帮她在图3中画出这个电路图(元件画在相应虚线框内)
  解析 按要求设计电路图如图4.
  例7 (2007年梅州市)电饭锅是利用电流的效应制成的,工作时将能转化为内能.
  解析:此题考查电热知识,电饭锅是利用电流的热效应制成的,工作时将电能转化为内能.
  四、厨房里面的力学知识
  例8 (2007年山东省)水饺是我国的传统食品,在水中煮一会儿会漂起,是因为.
  解析:这是考查浮力知识的一道题.水饺内的空气受热膨胀,体积增大,浮力增大.
  例9 (2007年梅州市)(1)厨房地面一般铺上防滑瓷砖,是为了摩擦.
  (2)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
  (选填“弹性”或“塑性”)形变;
  (3)筷子实质上是一种杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)
  解析:此题考查力学综合知识.(1)增大(2)塑性(3)费力
  五、厨房里面综合应用物理知识
  例10 (2008年济宁市)身边处处有物理,勤于观察皆学问.只要你善于观察,在厨房中你就可以发现许多与物理有关的现象和问题,请你用学过的物理知识进行解答:
  (1)李明发现妈妈切肉前常常先磨刀,目的是为了.
  夏天,李明从冰箱里取出自己喜欢喝的“可乐”后,不一会儿就发现可乐瓶上出现了一
  层小水珠,这是由于.
  (2)从厨房中你还能发现哪些与物理知识有关的现象?试举一例(要
  求写出现象或厨具名称,以及所涉及的物理知识):
  现象或厨具名称.
  涉及的物理知识.
  
  (3)一天,李明的妈妈买来了一只电热水壶,装满水后就要插到电路
  中使用.李明发现后说:“别慌”接着他先看了电热水壶的铭牌(表1).然后看了家
  中的电度表(如图5所示),并看了家中此时正在工作的用电器有:100 W电视机一台、300 W
  电冰箱一台、200 W电脑一台、380 W洗衣机一台.请你帮他计算说明,此时电热水壶还能
  接入电路中使用吗?
  表 1
  电热水壶铭牌额定电压220 V额定功率1000 W容积15 L超温保护器熔断温度110 ℃
  (4)一天晚上,李明用电热水壶烧水,发现比白天烧开一壶水用的时间长,爸爸告诉他:现在是用电高峰期,电路电压低,李明用电压表测得电路电压仅200 V.请你帮他计
  算,此时通过电热水壶的电流和电热水壶的实际功率各是多少?
  (5)李明仔细观察了电热水壶的构造,发现其发热体就是一根电热丝.他想将它改造一
  下,使其烧开一壶水所用的时间缩短,请你给他提出一个改造的方案.
  解析:本题开放性的考查压强、物态变化、电学的知识及其综合应用.
  (1)为了使刀刃更薄,减小受力面积,增大压强;空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠.
  (2)高压锅;气压与沸点的关系,沸点随气压的增大而增大.(其他正确答案亦可)
  (3)若将电热水壶接入电路中,则电路的总功率:
  P总=100 W+300 W+200 W+380 W+1000 W=1980 W
  电路中的电流:
  I=P总/U=1980 W/220 V=9 A
  因为9 A<10 A,所以可以接在电路中使用.
  (4)电热水壶的电阻:
  R=U2额/P额=(220 V)2/1000 W
  =48.4 Ω
  通过电热水壶的电流:
  I=U实/R=200 V/48.4 Ω=4.13 A
  电热水壶的实际功率:
  P实=U实I实=200 V×4.13 A=826 W
  (5)减短电热丝(或给电热丝并联一根电阻丝等).
  (初三)
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