物理學科是和生活緊密結(jié)合在一起的一門學科,物理知識來源于生活,又被廣泛地應(yīng)用于生活中。但是,許多同學在學習的過程中總是抱怨物理難學,不愿意動手動腦。據(jù)我本人十幾年的教學經(jīng)驗來說,有些學生對物理沒有興趣,或者說只是為了考一個好成績或者好學校逼自己學。那么,就從大家接觸最多的廚房入手和大家談?wù)剰N房里的物理知識,以期能提高大家的物理學習興趣。
首先我們先看看廚房里的硬件設(shè)施吧。走進廚房,地面一般鋪的是防滑瓷磚,其目的是增大人腳與地面的粗糙程度來增加摩擦力的,防止有水灑在地面上時,人會滑倒;廚房爐灶上方安裝排氣扇或者抽油煙機是為了加快空氣對流,使廚房油煙及時排出去,避免污染空間;電飯煲、電炒鍋、電水壺的三腳插頭,使用時必須插入三孔插座,防止用電器漏電和觸電事故的發(fā)生;菜刀柄、鍋鏟柄、電水壺把手有凸凹花紋,使接觸面變得更粗糙,增大人手與工具手柄部分的摩擦;鍋鏟、湯勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄用木料制成,是利用了物理學中熱傳遞的知識;長期堆煤的墻角處,墻面呈黑色,這是因為分子的擴散現(xiàn)象;電冰箱應(yīng)放置在陰涼通風處,決不能靠近熱源,以保證散熱片很好地散熱。電冰箱內(nèi)的食物不要塞得太滿,食物之間要留有空隙,以便冷氣對流。
接下來帶領(lǐng)大家從廚房內(nèi)的做飯工具中尋找應(yīng)用的物理知識。我們平時用菜刀切菜正是利用了力學中“力的分解與合成”的知識;菜刀的刀刃比刀背薄是為了減小受力面積,增大壓強。菜刀的刀刃有油,為的是在切菜時,使接觸面光滑,減小摩擦。菜刀用過一段時間,刀刃比原來要鈍一些,切菜時就感到費力些。磨一磨,使刀刃的表面積減小,變得更鋒利,切菜時,用同樣大小的力,可以增大壓強。煮米飯的電飯煲、燒開水的電水壺都是運用了電流的熱效應(yīng)知識來工作的。廚房里的爐灶是利用能量轉(zhuǎn)化的原理來工作的,比如:燃煤灶、柴灶和液化氣灶是將化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而微波爐對食物進行均勻加熱的原理是將電能轉(zhuǎn)化為電磁能,再將電磁能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電磁爐(又名電磁灶)改變了爐灶(柴灶、液化氣灶、燃煤灶)采用明火烹飪的方式,是采用磁感應(yīng)電流又稱渦流的原理對食物進行烹飪的。
再來看和做飯、吃飯有關(guān)的物理知識。炒菜主要是利用熱傳導方式傳熱,煮飯、燒水等主要是利用對流方式傳熱的;人們往柴灶里送柴,手拿火鉗夾住柴草,用力一聳,柴草就被送進灶間了,是利用了慣性的知識。人們生活中常食用的腌菜和臘肉;炒青椒時人總是嗆得眼淚直流,有的還打噴嚏;炒菜時各種調(diào)料放在一起,方能做出香噴可口的菜,這些都是分子擴散的原因。將凍肉放在冷水中(用接近0℃的冷水最好), 凍肉解凍比熱水解凍快些;人們在水中煮面食顏色是白色的,而在油鍋里煮顏色是黃色的,甚至是黑色的,原因是油的沸點比水的沸點高得多;我們在炒菜或者做油炸食品時,如果不小心在放入油的鍋中滴入水的話,就能聽見“啪、啪”的響聲,伴隨著的是有油從鍋中濺出,這也是因為油的沸點比水的沸點高得多的緣故。人們常常把碗放在鍋內(nèi)的水中蒸食物,但是碗不能與鍋底接觸,當鍋里的水沸騰時,碗里的水溫度能夠達到沸點,但不會沸騰。這是因為水沸騰要滿足兩個條件,一是要達到沸點,二是要繼續(xù)吸熱,當鍋內(nèi)的水達到沸點時,碗內(nèi)的水也可以達到沸點,但二者溫度相同,不能發(fā)生熱傳遞,碗內(nèi)的水無法從鍋內(nèi)的水吸收熱量,所以不會沸騰。包餃子時用手捏餃子可捏出漂亮的花紋,這是捏餃子的力使餃子皮發(fā)生了塑性形變,同時面食可以做成各種各樣的形狀也是這個原因。大家平時在家?guī)透改父苫顣r,經(jīng)常聽見父母告訴你們怎樣判斷水是否沸騰:“開水不響,響水不開”?!绊懰婚_”是指水沸騰之前,由于對流,水內(nèi)氣泡一邊上升,一邊上下振動,大部分氣泡在水內(nèi)壓力下破裂,其破裂聲和振動聲又與容器產(chǎn)生共鳴,所以聲音很大。而“開水不響”是指水沸騰后,上下等溫,氣泡體積增大,在浮力作用下一直升到水面才破裂開來,因而響聲比較小。“揚湯止沸”是指把熱水舀起一部分,然后再倒回去,由于這部分水要帶走部分熱量,放入鍋里時又要從鍋里的水中吸收熱量,使鍋里的水暫時停止沸騰;“釜底抽薪”是將灶里的燃料拿出,停止熱量供給,使鍋里的水無法再吸收熱量,從而停止沸騰。前者總是權(quán)宜之計,不能從根本上解決問題;后者則從根本上入手,解決熱水或者熱湯翻滾溢出水面的問題。
吃飯用的筷子是費力杠桿,而且把它放在水中時發(fā)現(xiàn)筷子折了,拿出來一看,又沒有折,是由于光的折射的緣故。用同樣大小的力,使兩個雞蛋在桌上轉(zhuǎn)動起來,將會發(fā)現(xiàn),其中一個雞蛋比另一個雞蛋旋轉(zhuǎn)得快些,時間也長一些。而且我們能利用力學中摩擦力的知識,判斷出旋轉(zhuǎn)快的、旋轉(zhuǎn)時間長的是熟雞蛋,生雞蛋的蛋黃、蛋白、蛋殼處于半分離狀態(tài),相互間產(chǎn)生較大的摩擦作用,對旋轉(zhuǎn)有較大的阻礙作用,旋轉(zhuǎn)速度下降得很快。而熟雞蛋內(nèi)部不存在阻礙旋轉(zhuǎn)的作用,旋轉(zhuǎn)速度下降得不那么快,所以熟雞蛋旋轉(zhuǎn)快,旋轉(zhuǎn)的時間長。我們在吃煮熟的雞蛋前,通常將熟雞蛋在冷水里浸一下就輕而易舉地將蛋殼剝掉,是利用大多數(shù)物質(zhì)都有“熱脹冷縮”這樣一種物理特性。一碗滾燙的湯,要想使它很快冷卻下來,最簡單的辦法就是用嘴吹,其原因就是吹氣時加快了空氣流動,從而加快了水分的蒸發(fā)吸熱。
由此可見,物理就在我們身邊,在我們周圍。平時只要大家留心觀察我們身邊的物理現(xiàn)象,并多問幾個為什么,積極探索,認真思考,那么我相信一定會提高學習物理的興趣,在學習中達到樂學的境界,從而快樂無憂地學習物理,提升物理成績。
(河南省信陽工業(yè)學校)