物理报告关于厨房里的物理现象

[物理教师述职报告]我1986年6月毕业于河北师范大学物理系。从毕业至今，在开滦二中这个教育圣地工作了二十三个年头，一直从事高中物理教学工作，在学校的培养下，通过自己不懈的努力，使我很快成长为一...+阅读

物理报告关于厨房里的物理现象

.液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的；使用时，通过减压阀，液化气的压强降低，由液态变为气态，进入灶中燃烧。

2.用焊锡的铁壶烧水，壶烧不坏，若不装水，把它放在火上一会儿就烧坏了。这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃，锡的熔点是232℃，装水烧时，只要水不干，壶的温度不会明显超过100℃，达不到锡的熔点，更达不到铁的熔点，故壶烧不坏。若不装水在火上烧，不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点，焊锡熔化，壶就烧坏了。

3.烧水或煮食物时，喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量（液化热）。

4.用砂锅煮食物，食物煮好后，让砂锅离开火炉，食物将在锅内继续沸腾一会儿。这是因为砂锅离开火炉时，砂锅底的温度高于100℃，而锅内食物为100℃，离开火炉后，锅内食物能从锅底吸收热量，继续沸腾，直到锅底的温度降为100℃为止。

5.用高压锅煮食物熟得快些。主要是增大了锅内气压，提高了水的沸点，即提高了煮食物的温度。

6.夏天自来水管壁大量“出汗”，常是下雨的征兆。自来水管“出汗”并不是管内的水渗漏，而是自来水管大都埋在地下，水的温度较低，空气中的水蒸气接触水管，就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”，说明空气中水蒸气含量较高，湿度较大，这正是下雨的前兆。

7.煮食物并不是火越旺越快。因为水沸腾后温度不变，即使再加大火力，也不能提高水温，结果只能加快水的汽化，使锅内水蒸发变干，浪费燃料。正确方法是用大火把锅内水烧开后，用小火保持水沸腾就行了。

8.冬天水壶里的水烧开后，在离壶嘴一定距离才能看见“白气”，而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高，壶嘴出来的水蒸气不能液化，而距壶嘴一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴，即“白气”。

9.油炸食物时，溅入水滴会听到“叭、叭”的响声，并溅出油来。这是因为水的沸点比油低，水的密度比油大，溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾，产生的气泡上升到油面破裂而发出响声。

10.当锅烧得温度较高时，洒点水在锅内，就发出“吱、吱”的声音，并冒出大量的“白气”。这是因为水先迅速汽化后又液化，并发出“吱、吱”的响声。

11.当汤煮沸要溢出锅时，迅速向锅内加冷水或扬（舀）起汤，可使汤的温度降至沸点以下。加冷水，冷水温度低于沸腾的汤的温度，混合后，冷水吸热，汤放热。把汤扬起的过程中，由于空气比汤温度低，汤放出热，温度降低，倒入锅内后，它又从沸汤中吸热，使锅中汤温度降低。

将一杯凉牛奶和一杯热牛奶同时放进同一冰箱为什么热牛奶先结冰

一、姆佩巴效应人们通常都会认为，一杯冷水和一杯热水同时放入冰箱时，冷水结冰快。事实并非如此。1963年的一天，在地处非洲热带的坦桑尼亚一所中学里，一群学生想做一点冰冻食品降温。一个名叫埃拉斯托·姆佩巴的学生在热牛奶里加了糖后，准备放进冰箱里做冰淇淋。他想，如果等热牛奶凉后放入冰箱，那么别的同学将会把冰箱占满，于是就将热牛奶放进了冰箱。

过了不久，他打开冰箱一看，令人惊奇的是，自己的那杯冰淇淋已经变成了一杯可口的冰淇淋，而其他同学用冷水做的冰淇淋还没有结冰。他的这一发现并没有引起老师和同学们的注意，相反在为他们的笑料。姆佩巴把这特殊现象告诉了达累萨拉姆大学的物理学教授奥斯博尔内博士。奥斯博尔内听了姆佩巴的叙述后也感到有点惊奇，但他相信姆佩巴讲的一定是事实。

尊重科学的奥斯博尔内又进行了实验，其结果也姆佩巴的叙述完全相符。这就确切地肯定了在低温环境中，热水比冷水结冰快。此后，世界上许多科学杂志载文介绍了这种自然现象，还将这种现象命名为＂姆佩巴效应＂（MpembaEffect）。

二、姆佩巴效应的历史热水比冷水更快结冰的事实已被知道了很多个世纪。最早提到并记载此一现象的数据，可追溯到公元前300年的亚里斯多德，他写道：＂先前被加热过的水，有助于它更快地结冰。

因此当人们想去冷却热水，他们会先放它在太阳下...＂但在20世纪前，此现象只被视为民间传说。直到1969年，才由Mpemba再次在科学界提出。自此之后，很多实验证实了Mpemba效应的存在，但没有一个唯一的解释。大约在1461年，物理学家GiovanniMarliani在一个关于物体怎样冷却的辩论上，说他已经证实了热水比冷水更快结冰。他说他用了四盎司沸水，和四盎司未加热过的水，分别放在两个小容器内，置于一个寒冷冬天的屋外，发现沸水首先结冰。

但他没能力解释此一现象。到了十七世纪初，此现象似乎成为一种常识。1620年培根写道＂水轻微加热后，比冷水更容易结冰。＂不久之后，笛卡儿说＂经验显示，放在火上一段时间的水，比其它水更快地结冰。＂直至1969年，那已是Marliani实验500年之后，坦桑尼亚中学的一个命叫Mpemba的中学生再发现此现象的故事，被刊登在《新科家》（NewScientist）杂志。

这个故事告诉科学家和老师们，不要忽视非科学家的观察，和不要过早下判断。 1963年，Mpemba正在学校造雪糕，他混合沸腾的牛奶和糖。本来，他应该先等牛奶冷却，之后再放入冰箱。但由于冰箱空间不足，他不等牛奶冷却，就直接放入去。结果令他很惊讶，他发现他的热牛奶竟然比其同学的更早凝固成冰。他问他的物理老师为什么，但老师说，他一定是和其它同学的雪糕混淆了，因为他的观察是不可能的。

当时Mpemba相信他老师的说法。但那一年后期，他遇见他的一个朋友，他那朋友在Tanga镇制造和售卖雪糕。他告诉Mpemba，当他制造雪糕时，他会放那些热液体入冰箱，令他们更快结冰。Mpemba发觉，在Tanga镇的其它雪糕销售者也有相同的实践经验。后来，Mpemba学到牛顿冷却定律，它描述热的物体怎样变冷（在某些简化了的假设下）。Mpemba问他的老师为什么热牛奶比冷牛奶先结冰。

这位老师同样回答是一定Mpemba混淆了。当Mpemba继续争辩时，这位老师说：＂所有我能够说的是，这是你Mpemba的物理，而不是普遍的物理。＂从那以后，这位老师和其它同学就用＂那是Mpemba的数学＂或＂那是Mpemba的物理＂来批评他的错误。但后来，当Mpemba在学校的生物实验室，尝试用热水和冷水做实验时，他再一次发现：热水首先结冰。更早时，有一位物理教授Osborne博士访问Mpemba的那间中学。

Mpemba问他这个问题。Osborne博士说他想不到任何解释，但他迟些会尝试做这个实验。当他回到他的实验室，便叫一个年轻的技术员去测试Mpemba的实验。这位技术员之后报告说，是热水首先结冰，又说：＂但我们将会继续重复这个实验，直至得出正确的结果。＂然而，实验报告给出同样的结果。在1969年，Mpemba和Osborne报导他们的结果。同一年，科学上很常见的巧合之一，Kell博士独立地写了一篇文章，是关于热水比冷水先结冰的。

Kell显示，如果假设了水最初是透过蒸发冷却，和维持均匀的温度，这样，热水就会失去足的质量而首先结冰。Kell因此表明这种现象是真的（当时，这现象在加拿大城市是一个传闻。），而且能够用蒸发来解释。然而，他不知道Osborne的实验。Osborne测量那失去的质量，发现蒸发不足以解释此现象。后来的实验采用密封的容器，排除了蒸发的影响，仍然发现热水首先结冰。

三、对姆佩巴效应的各种解释什么是Mpemba效应？有两个形状一样的杯，装着相同体积的水，唯一的分别是水的温度。现在将两杯水在相同的环境下冷却。在某些条件下，初温较高的水会先结冰，但并不是在任何情况下，都会这样。例如，99.9℃的热水和0.01℃的冷水，这样，冷水会先结冰。Mpemba效应并不是在任何的初始温度、容器形状、和冷却条件下，都可看到。

一般人会认为这似乎是不可能的，还有人会试图去证明它不可能。...

为什么氢气氦气或氖会有负节流效应

先简单介绍下节流效应——

气体在节流过程中的温度变化叫做焦耳-汤姆逊效应（简称焦-汤效应），即节流效应。造成这种现象的原因是因为实际气体的焓值不仅是温度的函数，而且也是压力的函数。

大多数实际气体在室温下的节流过程中都有冷却效应，即通过节流元件后温度降低，这种温度变化叫做正焦耳-汤姆逊效应。少数气体如氢、氦在室温下节流后温度升高，这种温度变化叫做负焦耳-汤姆逊效应。

这种效应需要用“焦汤系数”μ来解释：它的定义为 μ=（αT/αP）H （注：这里α指偏微分，H指等焓过程），因为在节流过程中气体的压强总是降低的（dP<0），因此：

1、当μ>0时，dT2、当μ0，表明节流后气体的温度升高了，称为正效应；

3、当μ=0时，dT=0，表明节流后气体的温度不变，称为零效应。

节流致冷时，流体的初始温度应该低于最大转变温度TK。一般气体的TK远高于室温，约为临界温度的4.85~6.2倍。如二氧化碳的TK(CO2)=1275K，氩气的TK(Ar)=765K，空气的TK(Air)=603K。

而氢、氦、氖，它们的最大转变温度低于室温，因此必须将它们预先冷却到TK以下，才能得到节流致冷的效果，即呈现正节流效应。

它们的TK分别为：TK(H2)=204K ;TK(He)=46K ;TK(Ne)=230K。

上式中的K是热力学温度，它与摄氏温度的转换为T=t+273.15℃。即，它们呈现正节流效应的温度为， T(H2)=-69.15℃ ；T(He)=-227.15℃ ；T(Ne)=-43.15℃ 。

生活中的物理现象！

一厨房

力学

1.切菜磨刀后切得快，即相同压力受力面积越小压强越大。

2.烧水气泡上升越来越大，即随深度减少水的压强减小。

3.饺子煮熟了会浮到水面，密度变小，体积变大，浮力变大。

4.揉面会疲劳，力的作用是相互的。

5.剪子把越长件东西越轻松，杠杆原理。

热学

1.磨刀刀变热，即摩擦生热。

2.相同火力，压力锅可以将水加热到一百摄氏度以上普通锅却不能，即，水的沸点随压强增大而增大。（通常我们所说的水的沸点是指一标准大气压下的沸点）。

3.用蜡烛不能加热水，用煤气却可以，即加热功率大于散热功率时方可加热。

4.冬季煮汤窗户会出现白色的雾气，即热空气遇冷玻璃液化为小水滴。

5.煮汤时水不断变少油却留了下来，即油的沸点高于水。

6.微波炉加热鸡蛋蛋黄先熟，即微波使内部分子碰撞。

电学

1.电磁炉可以加热食物，动磁场产生电场。

2.电饭锅可以设定各种程序，即功率不同单位时间产生热量不同。

3.老式电磁炉多必须采用铝锅，即电磁的良导体。

4.煤气泄漏后不要点灯，防止开关闭合产生电火花引起火灾。

5.不要用湿手拔插插销，水（纯水除外）是电的良导体。

生活中的

1.晾衣服保持通风，加速蒸发。

2.吹肥皂泡五颜六色，光的折射。

3.湖水倒映着美丽的白帆，光的反射。

4.夏天吃雪糕周围有白烟，液化。

5.热的汤不能喝水却能喝，沸点不同。

6.油炸食品水分含量低，密度不同。

7.氢气球飞上天，浮力大于重力。

8.放二踢脚大地振动，声音靠波传播。

9.夏天管子出汗，液化。

10.电线采用铜芯，铜是仅次于银的电的良导体。

11.电池不会电伤人，电压每节1.5v远小于安全电压36v。

12.针管可以刺入皮肤，木棒却很难，压强不同。

13.自行车换带，增大摩擦力。

14.自行车车灯，摩擦生电。

15.风力发电，机械能转化为电能。

16.磁悬浮列车高速运行，低摩擦力。

17.跷跷板，杠杆原理。

18.筷子，杠杆原理。

19.滑冰，减少接触面积，减小摩擦力。

20.擦汗，毛细现象。

21.鱼缸抽水，虹吸现象。

22.指甲刀，钳子，瓶起子，撬棒，杠杆原理。

23.星星闪烁，筷子“折了”，哈哈镜，放大镜，老花镜，近视镜，光的折射。

24.镜面反射，黑板反光，月亮“发光”，雪后天亮，夏雨过后夜间亮者为水暗者为陆，光的反射。

25.急刹车后滑行，急刹车后乘客摔倒，急刹车后人向前冲氢气球后冲，急刹车后车重滑行远，惯性。

26.黑夜车灯形成光柱，光沿直线传播。车灯不形成光柱，光的折射。夜间车内不开灯车外开灯，司机能看见路人路人看不见司机，光的反射。

27.冰面汽车打滑，好的轮胎抓地性强，滚动摩擦代替滑动摩擦，自行车前后轮转向相同摩擦力反向，刹车皮需若干年更换，摩擦力。