光的物理现象象

涉案的三个来自德阳中江的95后女孩,家境都不算差。
他们刚执行完任务准备返回,还穿着厚重的消防服。
  【物理趣闻】一个奇特的物理现象――姆潘巴现象
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  姆潘巴现象(Mupainmubar effect),又名姆佩姆巴效应,指在同等体积、同等质量和同等冷却环境下,温度略高的液体比温度略低的液体先结冰的现象。
  亚里士多德、培根和笛卡尔均曾以不同的方式描述过该现象,但是均未能引起广泛的注意。1963年,坦桑尼亚的马干巴中学三年级的学生姆潘巴经常与同学们一起做冰淇淋吃。在做的过程中,他们总是先把生牛奶煮沸,加入糖,等冷却后倒入冰格中,再放进冰箱冷冻。有一天,当姆潘巴做冰淇淋时,冰箱冷冻室内放冰格的空位已经所剩无几。为了抢占剩下的冰箱空位,姆潘巴只得急急忙忙把牛奶煮沸,放入糖,等不及冷却,就把滚烫的牛奶倒入冰格中,并送入冰箱。一个半小时后,姆潘巴发现了一个让他十分困惑的现象:他放入的热牛奶已经结成冰,而其他同学放的冷牛奶还是很稠的液体。照理说,水温越低,结冰的速度越快,而牛奶中含有大量的水,应该是冷牛奶比热牛奶结冰速度快才对,但事实怎么会颠倒过来了?姆潘巴把这个疑惑从初中带到了高中。他先后请教了几个物理老师,都没有得到答案。一位老师感觉他提出的问题怪异得近乎荒唐,就用嘲讽的口吻说:你说的这些就叫做姆潘巴的物理吧!但执着的姆潘巴并没有认为自己的问题很荒唐,他抓住达累斯萨拉姆大学物理系系主任奥斯波恩博士到他们学校访问的机会,又提出了自己的疑问。这位博士并没有对他的问题嗤之以鼻。回到实验室后,博士按照姆潘巴的陈述做了冷热牛奶实验和冷热水物理实验,结果都观察到了姆潘巴所描述的颠覆常识的怪现象。于是,他邀请姆潘巴和他一起对这个现象进行了深入研究。1969年,他和丹尼斯&奥斯伯恩博士(Denis G. Osborne)共同撰写了关于此现象的一篇论文,因此该现象便以其名字命名。
  “姆潘巴现象”真的能颠覆我们以往关于水结冰的常识吗?。四十多年来,许多论文与实验试图证实这个现象背后的原理,但由于缺乏科学实验数据以及定量分析,至今没有定论。
  难以解释的现象
  最先肯定“姆潘巴现象”存在的那位博士在对其进行细致研究过程中发现,当把热水放入电冰箱冷却的最初时刻,热水水体的上表面与底部不存在温度差,但一经急剧冷却,温度差就立即出现,其中初温为70℃的热水内产生的高低温度差接近14℃,而初温为47℃的热水内产生的高低温度差只有10℃。这说明在冻结前的降温过程中,较热的液体的温度差在一段时间里大于相对较冷的液体的温度差。但为什么温差大的水要先冻结呢?这只能有一种解释比较合理,那就是水体上表面的温度愈高,从上表面散发的热量就愈多,因而降温就愈快,冻结也就愈快。这便是热牛奶比冷牛奶先结冰的秘密。
  但后来其他研究人员的实验和上面的实验结果就不大相同了。有研究人员用纯净水反复做了类似实验,结果始终没有发现“姆潘巴现象”。还有对此感兴趣的研究者通过实验证实,只有当冰箱内有显著温差、或牛奶含糖量不同、或糖没有溶解、或做冰淇淋的液体中含有较多淀粉等非液体成分时,“姆潘巴现象”才会出现。这就是说“姆潘巴现象”是个别现象,其所包含的物理现象并不能否定我们的常识。
  姆潘巴现象是一个多变量问题。
  物理原因:
  从物理方面来说,致冷有四种并存的机制:辐射、传导、汽化、对流。通过实验观察并对结果进行比较,发现引起热水比冷水先结冰的原因主要是传导、汽化、对流三者相互作用的综合效果。如果把热水和冷水结冰的过程叙述出来并分析其原因就更能说明问题了:
  盛有初温4℃冷水的杯,结冰要很长时间,因为水和玻璃都是热传导不良的材料,液体内部的热量很难依靠传导而有效地传递到表面。杯子里的水由于温度下降,体积膨胀,密度变小,集结在表面。所以水在表面处最先结冰,其次是向底部和四周延伸,进而形成了一个密闭的“冰壳”。这时,内层的水与外界的空气隔绝,只能依靠传导和辐射来散热,所以冷却的速率很小,阻止或延缓了内层水温继续下降的正常进行。另外由于水结冰时体积要膨胀,已经形成的“冰壳”也对进一步结冰起着某种约束或抑制作用。
  盛有初温100℃热水的杯,冷冻的时间相对来说要少得多,看到的现象是表面的冰层总不能连成冰盖,看不到“冰壳” 形成的现象,只是沿冰水的界面向液体内生长出针状的冰晶(在初温低于12℃时,看不到这种现象)。随着时间的流逝,冰晶由细变粗,这是因为初温高的热水,上层水冷却后密度变大向下流动,形成了液体内部的对流,使水分子围绕着各自的“结晶中心”结成冰。初温越高,这种对流越剧烈,能量的损耗也越大,正是这种对流,使上层的水不易结成冰盖。由于热传递和相变潜热,在单位时间内的内能损耗较大,冷却速率较大。当水面温度降到0℃以下并有足够的低温时,水面就开始出现冰晶。初温较高的水,生长冰晶的速度较大,这是由于冰盖未形成和对流剧烈的缘故,最后可以观察到冰盖还是形成了,冷却速率变小了一些,但由于水内部冰晶已经生长而且粗大,具有较大的表面能,冰晶的生长速率与单位表面能成正比,所以生长速度仍然要比初温低的水快得多。
  生物原因:
  同雨滴的形成需要“凝结核”一样,水要结成冰,需要水中有许许多多的“结晶中心”。生物实验发现,水中的微生物往往是结晶中心。某些微生物在热水(水温在100℃以下一点)中繁殖比冷水中快,这样一来,热水中的“结晶中心”就要比冷水中的“结晶中心”多得多,加速了热水结冰的协同作用:围绕“结晶中心”生长出子晶,子晶是外延结晶的晶核。对流又使各种取向的分子流过子晶,依靠晶体表面的分子力,抓住合适取向的水分子,外延生长出分子作有序排列的许多晶粒,悬浮在水中。结晶释放的能量则通过对流放出,而各相邻的冰粒又连结成冰,直到水全部冻结为止。
  以上是科学家对观察到的现象进行综合分析所得出的一些结论和提出的一些解释。但要真正解开“姆潘巴问题”的谜,对其做出全面定量而令人满意的结论,还有待于进一步的探索。
  硬物作怪
  最近,美国华盛顿大学的乔纳森?卡茨通过对姆潘巴现象的深入研究,捉到了隐藏其中的鬼怪。他证实,这种现象不但真实存在,而且造成这种现象发生的鬼怪也是真实存在的。不过,这其中的鬼怪只是隐藏在水里面的一些寻常硬物。
  在破解姆潘巴现象的过程中,卡茨把目光盯在了水上。我们知道,水在加热过程中,一些隐藏在水里的易溶硬物――碳酸钙和碳酸镜等碳酸盐会被驱逐出去,形成沉淀物。我们日常生活中常见的附在水壶内壁上的水垢,就是它们被驱出去的证据。而水在达到沸点以后,就会因硬物被绝大部分清除而软化。卡茨发现,同样是冷冻结冰,未经加热的硬水在结冰过程中,由于其内部硬物作祟,使得硬水的冰点要比被加热后的软水冰点低一些,这就减缓了硬水结冰的速度。这一原理就如同下雪后向路面撒盐会防止结冰一样,盐的混入,会使雪的冰点降低,这样,雪结冰的过程就拉长了。
  但仅凭这个发现还不能直接破解姆潘巴现象,因为姆潘巴的同学们在做冰棋淋的过程中,都先把生牛奶煮熟了。那为什么姆潘巴的热牛奶会先冻结呢? 卡茨发现,原因还是出在水里的硬物上:为了吃到可口的冰漠淋,他们都在牛奶里加了糖,而糖实际上会使牛奶液体变硬。但同样是煮熟、加糖的牛奶,热牛奶液体的硬度实际要比冷牛奶的硬度要低一点,这个硬度的差异造成了它们冰点的差异,硬度较高的冷牛奶冰点相对要低些。这样,冰点略高的热牛奶自然要比冰点略低的冷牛奶要先结冰了。
  当然,还有另外一个原因能够降低低温水的结冰速度,因为实验证明,热量从水中流失的速度取决于温差,就是说在同样的低温环境里,温度相对较高的水比温度相对较低的水散热速度要快一些。换成牛奶,道理也是一样。
  那么为什么在众多实验中,姆潘巴现象不会每次都出现? 卡茨认为,原因就在于试验者一开始用的就是软水。用同样的软水来做冷热实验,由于水的冰点都一样,而且散热速度的快慢对结冰速度的影响很微弱,所以姆潘巴现象就不那么显而易见了。
  有科学家指出,卡茨的发现很可能不是姆潘巴现象的终极答案,但和目前现有的各种答案相比,这个答案还是最有说服力的。
  摆脱常识束缚
  现在看来,姆潘巴现象作为一个结冰特例并没有颠覆我们以往的有关常识,但它毕竟对我们的常识进行了一次激烈挑战,丰富了我们对水的认识。如果我们被常识束缚,硬把这个怪异现象当做荒唐现象来看待,那么我们就不会对水在特殊条件下的结冰特点有新发现。相反,如果我们在尊重常识的同时,还善于摆脱常识的柬缚,我们才会有新发现。
  还是以水为例,美国研究人员发现,用水分子可以做成水膜,这种水膜像蜡那样能起到防水作用。他们在铀的表面铺上一层水膜,结果发现新泼上去的水就像雨点在打蜡的汽车上的表现一样,很快被水膜赶走了。
  还有,作为常识,人们都知道,水的冰点是0℃。但韩国一个科研小组发现,水在20℃时也可以凝结成冰。这些研究人员在使用扫描隧道显微镜观察电子如何穿过一层水膜,到达水膜下的电极的过程中,获得了这个意外发现。在观察过程中,他们通过检测仪器显示的异常数据得知,扫描隧道显微镜的带电金属尖端在水膜中上下震动时遭到阻碍。之所以会这样,原因是下降中的金属尖端下方的水分子瞬间凝固,形成了对尖端的阻碍。后来经过反复实验证实,随着扫描隧道显微镜的带电金属尖端不断下降,它与水膜下面电极的距离也就越近,而两者越近,两者之间形成的电场就越强。当达到大概2个水分子距离的时候,在强电场作用下,水转化为固体形态。
  如果研究人员固守只有降温才能把水变成固体的常识,他们就很难获得这个重大发现。
  此外,以往我们认为水分子形象是互相手拉手像金字塔那样的四面体,而科学家最近对水分子的研究表明,它们的形象并非是单一的四面体,而是多种多样的。研究还发现,水还能冻结成13种典型的结晶体。
  仅仅是司空见惯的水,就有如此多怪异的特性,自然界中一定有无数的怪异现象,挑战着我们的常识。
  其他解释:
  姆潘巴现象产生的原因:
  1.冰箱温度并不均匀,如果姆潘巴将其冰盒正巧放在冷却管附近,甚至与冷却管相接触,完全有可能热牛奶比冷牛奶先结冰;
  2.如果姆潘巴不喜欢吃甜,在冰淇淋中少放了糖,或者因为匆忙没来得及搅拌、糖粒沉在盒底形成固体,实验证明可先结冰;
  3.姆潘巴自制的冰淇淋中不仅牛奶加糖,还加入了淀粉类物质,在其少放糖、少放牛奶时会先结冰。
  4.摆放的位置靠近冰箱导热管。
  目前本现象已由3名向明中学中国女学生证明只是上述4种因素的巧合。在正常情况下仍是冷水先结冰。3位同学的大半个寒假都是在实验室与黄曾新老师共同度过的。超过100次的实验最终换来的是上万个宝贵的数据。开学前,实验阶段结束,课题组迎来更为枯燥的数据分析阶段。虽然有先进的自动化仪器相助,但万千数据的整理、分析和总结还是颇为麻烦。暂且不论课题组精心绘制11张分析示意图花费了多少时间,只需节选论文的“数据记录分析”部分,其繁琐程度就可见一斑:冷、热纯牛奶对比;冷、热含糖牛奶对比;冷、热无糖、无淀粉牛奶对比;冷、热含糖、含淀粉牛奶对比;冷、热纯水对比;冷、热糖水对比;冷、热盐水对比;冷的纯水与纯牛奶对比;有糖冷、热淀粉与无糖冷、热淀粉对比……严密的分析之后,结论水到渠成:同质同量同外部温度环境的情况下,姆潘巴现象不会出现,不可能热的液体先结冰。近日向明中学将邀请有关专家对这一实验课题进行评审鉴定。
  另:有人认为,亚里士多德的原文中对这一现象的描述是这样的:“先前被加热过的水,有助于它更快地结冰”,多数人很可能误解了此句话的本意,即“先前加过热的水与先前未加过热的水在同温下的比较”而非“热水与冷水的比较”。因此依据第二种理解即上文所论述的,姆潘巴现象是不成立的;而在第一种理解下,姆潘巴现象是有可能成立的。
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生活中的物理现象大总结
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你可能喜欢生活中的物理现象作文5篇
生活中的物理现象作文
篇一:生活中的物理现象
我来说说我的生活中的物理故事
一、晴天,准备一盆水和一面镜子
将镜子放入盆中水面以下,将阳光折射到室内较暗处,你可以看见棱镜将太阳关分成7色的结果。
二、乒乓球在地上不小心被踩窝了,没破裂,真是窝了一处。将窝了的乒乓球放在开水里面,踩窝的地方会自己恢复成原来的形状。利用了气体升温后体积膨胀的原理。
三、水井顶部打水的转手,和杠杆的原理相似。打水的旋转的把手一定是离转轴中心越远越省力。这就是力臂越大,做同样的功,需要的力就越小。
篇二:生活中的物理现象
生活中看似平常的现象中,其实隐藏了很多简单的物理知识。物理就在我们身边,只要你用心观察,细心体会,你将会发现,你已来到了五彩缤纷的物理世界,在这儿你将会发现人生的新起点。
比如,五香茶鸡蛋是人们爱吃的,尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现,鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候,如果你急于剥壳吃蛋,就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题,有一个诀窍,就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会,然后再剥,蛋壳就容易剥下来。
这就是利用了物质热胀冷缩的特性。不同的物质受热或冷却的时候,伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来,密度小的物质,要比密度大的物质容易发生伸缩,伸缩的幅度也大,传热快的物质,要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的,它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大,或变化比较缓慢均匀的情况下,还显不出什么;一旦温度剧烈变化,蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里,蛋壳温度降低,很快收缩,而蛋白仍然是原来的温度,还没有收缩,这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩,而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了,这样就使蛋白与蛋壳脱离开来,因此,剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。
明白了这个道理,对我们很有用处。比如在设计房屋和桥梁时,都广泛采用钢筋混凝土,就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样,受温度的影响不大,尽管春夏秋冬的温度不同,也不会产生有害的作用力,所以造成的房屋和桥梁十分坚固。
色彩斑斓的世界中,有着五彩缤纷的物理现象,只要仔细观察身边的事物,发现其规律,就能为我们所用。
篇三:生活中的物理现象
什么冰用水浇上去会发出咯吱咯吱的声音?”爸爸说:“因为冰放在冰箱里是零下十几度的,但你用温水浇上去时会有物理反应‘热涨冷缩’,冰不能迅速把外面的热量传到中间,所以只有外面涨,冰的外面就裂开了,就会发出咯吱咯吱的声音。”我要提醒大家,同样的道理,热的砂锅不能用冷水去浇,不然它也是要裂开的。
但是用零下十几度的铁浇水上去就不一样了,因为铁能迅速地把热传到中间,就是里外一起涨,铁就会慢慢变大,但是它只会变大一点点,用我们的肉眼是看不出的。
我说:“爸爸,我知道了。”爸爸说:“生活中的物理现象有很多,你要仔细观察,对自己会很有益的。”
篇四:生活中的物理现象
物理学是一门非常有趣又有用的自然科学,它研究的内容十分广泛。
其实,在生活中,在我们的身边,有许许多多的物理现象。例如:飞机为什么能在天空飞行?保温瓶为什么能保温?电动机为什么能转动?用望远镜为什么能看得更远?太阳周围为何会出现颜色像彩虹的光环?天空和海水为什么是蓝色的?为什么粥烧开了会溢出来?笔杆上的小孔有什么功用?饺子或肉丸煮熟了为什么会浮起来?为什么玻璃器皿遇忽冷忽热会裂开?怎样把开水冷却?为什么不倒翁不会倒?为什么钢笔会出水?为什么滑水运动员不会沉入水中?拔河比赛只是比力气吗?……
当我们掌握了必要的物理知识,不仅能解释这些现象,也能利用他们为人类服务。
千变万化的物理现象,像一个个的谜。当我们掌握了必要的物理知识,揭开谜底的时候就会感悟到物理现象是十分有趣的。
篇五:生活中的物理现象
上个星期天,表姐来我家,样子挺神气的,也不知道她葫芦里卖的是什么药。吃过饭后,表姐说:“晴晴,这两本书合在一起就分不开了,你信吗?”“别吹牛啦!这两本书又没涂胶水,怎么能分不开呢?”“不信啊,那咱们试试吧!”
只见表姐双手各拿一本书,翻一页,插一页,不到一会儿,两本书叠在一起了,表姐让我试试,我心想,这还不简单,就拿起书,轻轻地弄了一下,可书却纹丝不动,这下我可火了,使出吃奶的劲,可书还是“毫发无伤”。表姐笑笑说:“要不要我来帮帮你啊?”说着她拿起书,我们两人像拔河似的,各自往后退,可是拉得越用力,书却“抱”得越紧。我呆住了,这是怎么回事呢?“想知道吗?”表姐问。我使劲地点点头。
表姐带我去看了两样东西,一是大轮子,二是胶底鞋。表姐说:“在泥泞的道路或雪地里,为了避免汽车轮子打滑,就要增大轮子和地面的摩擦,一般的方法是把接触面弄得粗糙,可以在地上撒上沙或煤渣,或在汽车轮子上裹上链条,胶底鞋上的花纹,也是为了增大摩擦,避免打滑而特意设计的。”“噢。”我明白了,原来一切都是摩擦力在作怪呀!重叠越多,摩擦力就越大,所以我才会怎么也拉不开这两本书。摩擦力真是奇妙啊!生活中的物理现象大总结;生活中物理现象无处不在;在平坦的马路上,谁都可以迈开大步向前走;我们认真观察厨房里燃料、炊具,做饭、做菜等全部过;一、与电学知识有关的现象;1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电;2、排气扇(抽油烟机)利用电能转化为机械能,利用;3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头,插入三孔插;二、与力学知识有关的现象;1、电水壶的壶嘴与壶
生活中的物理现象大总结
生活中物理现象无处不在。
在平坦的马路上,谁都可以迈开大步向前走。一个健康的人,走路并不是什么难事,因而也没有想过人是靠什么走路的。听了这个问题,有的人会觉得好笑。人只要有气力,抬腿,迈步,不就可以往前走了吗?而事实上,问题并不那么简单。请你试一个动作:挺直身体,背贴着墙站在地上。把一只脚抬起来,向前迈步,只要身体不离开墙壁,这只脚是跨不出去的。如果抬起来的脚向前迈出去一步,那末,回头一望,身体已经离开墙壁。这说明,身体向前移动了。人身体向前移动的时候,一定依靠了一种外力。或者说,是这种力推着人前进的。如果这种外力比较小,走路就会遇到困难,比如,在光滑的冰面上,人们就不敢迈大步,而只能小心翼翼地挪动双脚。
我们认真观察厨房里燃料、炊具,做饭、做菜等全部过程,回忆厨房中发生的一系列变化,会看到有关的物理现象。
一、与电学知识有关的现象
1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能,都是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的。
2、排气扇(抽油烟机)利用电能转化为机械能,利用空气对流进行空气变换。
3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头,插入三孔插座,防止用电器漏电和触电事故的发生。
二、与力学知识有关的现象
1、电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器,水面总是相平的。
2、菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积,增大压强。
3、菜刀的刀刃有油,为的是在切菜时,使接触面光滑,减小摩擦。
4、菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹,使接触面粗糙,增大摩擦。
三、与热学知识有关的现象
(一)与热学中的热膨胀和热传递有关的现象
1、使用炉灶烧水或炒菜,要使锅底放在火苗的外焰,不要让锅底压住火头,可使锅的温度升高快,是因为火苗的外焰温度高。
2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。
3、炉灶上方安装排风扇,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。
4、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体,烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂。
5、往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温。因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。
6、冬季从保温瓶里倒出一些开水,盖紧瓶塞时,常会看到瓶塞马上跳一下。这是因为随着开水倒出,进入一些冷空气,瓶塞塞紧后,进入的冷空气受热很快膨胀,压强增大,从而推开瓶塞。
7、冬季刚出锅的热汤,看到汤面没有热气,好像汤不烫,但喝起来却很烫,是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失(水分蒸发)。
8、冬天或气温很低时,往玻璃杯中倒入沸水,应当先用少量的沸水预热一下杯子,以防止玻璃杯内外温差过大,内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力,致使杯破裂。
9、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳。因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。
(二)与物体状态变化有关的现象
1、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。
我们认真观察自行车,也很容易发现许多物理现象,下面列举一些。
一、自行车上的摩擦知识。
(一)自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹
摩擦力的大小跟两个因素有关:压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大,摩擦力越大;接触面越粗糙,摩擦力越大。自行车外胎有凸凹不平的花纹,这是通过增大自行车与地面间的粗糙程度,来增大摩擦力的,其目的是为了防止自行车打滑。
(二)自行车为什么能前进?
当我们骑在自行车上时,由于人和自行车对地面有压力,轮胎和地面之间不光滑,因此自行车与路面之间有摩擦,不过,要问自行车为何能前进?这还是依靠后轮与地面之间的摩擦而产生的,这个摩擦力的方向是向前的。
二、自行车上的杠杆、轮轴知识。
控制前轮转向的杠杆:自行车的车把,是省力杠杆,人们用很小的力就能转动自行车前轮,来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。
控制刹车闸的杠杆:车把上的闸把是省力杠杆,人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上。
三、自行车上光学知识。
自行车上的红色尾灯,不能自行发光,但是到了晚上却可以提醒司机注意,因为自行车的尾灯是由很多蜂窝状的“小室”构成的,而每一个“小室”是由三个约成90度的反射面组成的。这样在晚上时,当后面汽车的灯光射到自行车尾灯上,就会产生反射光,由于红色醒目,就可以引起司机的注意。
四、自行车上力学知识
(一)力和运动的应用
1、车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦,人们常在这些部位加润滑剂。
2、车的坐垫下安有许多根弹簧,利用它的缓冲作用以减小震动。
(二)压强知识的应用 。
1、坐垫呈马鞍型,它能够增大坐垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强,使人不易感到疲劳。
2、自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆,可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离,还使用了轮轴:脚蹬板与链轮牙盘;后轮与飞轮及龙头与转轴等。
3、快速行驶的自行车,如果突然把前轮刹住,后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到
阻力而突然停止运动,但车上的人和后轮没有受到阻力,根据惯性定律,人和后轮要保持继续向前的运动状态,所以后轮会跳起来。 切记下坡或高速行驶时,不能单独用自行车的前闸刹车,否则会出现翻车事故!
总的来说,在我们平常的生活中,物理现象无处不在,只要我们有心,就会很容易发现,除了以上我所说的,还有很多,我也不再一一列举。希望我们能在日常生活中多观察现象、多运用知识。
从冰箱里拿出来的汽水瓶放置一会儿瓶壁上有小水珠
从冰箱里拿出来的汽水瓶温度很低,瓶周围空气中的水蒸气遇到温度很低的汽水瓶壁,就液化成小水滴附着在瓶壁上形成小小珠 晒粮食在摊得很薄并在阳光上晒
摊薄是为了增大表面积,在阳光下晒是为了提高温度,这些主要是为了加快粮食中水份的蒸发。
拿刚出笼的馒头时会在手上沾点水
主要是为了利用蒸发吸热,防止烫伤手
各种工具的手柄上有花纹
增大表面积的粗糙程度从而增大摩擦
修房屋时会下宽大的基脚
增大受力面积减小压强
夏天扇扇子降温
增大空气的流速从而加快汗液的蒸发,从而吸收更多的热量
(1)坐在快速行驶的车上,在转弯的时候,会感觉向外甩,这是离心现象。
(2)指甲剪、剪刀、镊子的工作原理,是杠杆。
(3)人们使用的镊子、筷子、剪刀等
(4)汽车刹车后不能马上停下火车上的乘客向前倾倒
(5)施工时用一重物,看其是否与墙平行
(6)挂在壁墙上的石英钟,当电池的电能耗尽而停止走动时,其秒针往往停在刻度盘上“9”的位置。这是由于秒针在“9”位置处受到重力矩的阻碍作用最大。
(7)有时自来水管在邻近的水龙头放水时,偶尔发生阵阵的响声。这是由于水从水龙头冲出时引起水管共振的缘故.
(8)电炉“燃烧”是电能转化为内能,不需要氧气,氧气只能使电炉丝氧化而缩短其使用寿命 厨房中的物理知识厨房中的物理知识厨房中的物理知识厨房中的物理知识
我们认真观察厨房里燃料、炊具,做饭、做菜等全部过程,回忆厨房中发生的一系列变化,会看到有关的物理现象。利用物理知识解释这些现象如下:
一一一一、、、、与电学知识有关的现象与电学知识有关的现象与电学知识有关的现象与电学知识有关的现象
1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能,都是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的。
2、排气扇(抽油烟机)利用电能转化为机械能,利用空气对流进行空气变换。
3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头,插入三孔插座,防止用电器漏电和触电事故的发生。
4、微波炉加热均匀,热效率高,卫生无污染。加热原理是利用电能转化为电磁能,再将电磁能转化为内能。
5、厨房中的电灯,利用电流的热效应工作,将电能转化为内能和光能。
6、厨房的炉灶(蜂窝煤灶,液化气灶,煤灶,柴灶)是将化学能转化为内能,即燃料燃烧放出热量。
二二二二、、、、与力学知识有关的现象与力学知识有关的现象与力学知识有关的现象与力学知识有关的现象
1、电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器,水面总是相平的。
2、菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积,增大压强。
3、菜刀的刀刃有油,为的是在切菜时,使接触面光滑,减小摩擦。
4、菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹,使接触面粗糙,增大摩擦。
5、火铲送煤时,是利用煤的惯性将煤送入火炉。
6、往保温瓶里倒开水,根据声音知水量高低。由于水量增多,空气柱的长度减小,振动频率增大,音调升高。
7、磨菜刀时要不断浇水,是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加,温度升高,刀口硬度变小,刀口不利;浇水是利用热传递使菜刀内能减小,温度降低,不会升至过高三三三
三、、、、与热学知识有关的现象与热学知识有关的现象与热学知识有关的现象与热学知识有关的现象
((((一一一一))))与热学中的热膨胀和热传递有关的现象与热学中的热膨
胀和热传递有关的现象与热学中的热膨胀和热传递有关的现象与热学中的热膨胀和热传递有关的现象
1、使用炉灶烧水或炒菜,要使锅底放在火苗的外焰,不要让锅底压住火头,可使锅的温度升高快,是因为火苗的外焰温度高。
2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。
3、炉灶上方安装排风扇,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。
4、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体,烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂。
5、往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温。因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。
6、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。
7、冬季从保温瓶里倒出一些开水,盖紧瓶塞时,常会看到瓶塞马上跳一下。这是因为随着开水倒出,进入一些冷空气,瓶塞塞紧后,进入的冷空气受热很快膨胀,压强增大,从而推开瓶塞。
8、冬季刚出锅的热汤,看到汤面没有热气,好像汤不烫,但喝起来却很烫,是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失(水分蒸发)。
9、冬天或气温很低时,往玻璃杯中倒入沸水,应当先用少量的沸水预热一下杯子,以防止玻璃杯内外温差过大,内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力,致使杯破裂。
10、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳。因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。
((((二二二二))))与物体状态变化有关的现象与物体状态变化有关的现象与物体状态变化有关的现象与物体状态变化有关的现象
1、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。
((((三三三三))))与热学中的分
子热运动有关的现象与热学中的分子热运动有关的现象与热学中的分子热运动有关的现象与热学中的分子热运动有关的现象
1、腌菜往往要半月才会变咸,而炒菜时加盐几分钟就变咸了,这是因为温度越高,盐的离子运动越快的缘故。
2、长期堆煤的墙角处,若用小刀从墙上刮去一薄层,可看见里面呈黑色,这是因为分子永不停息地做无规则的运动,在长期堆煤的墙角处,由于煤分子扩散到墙内,所以刮去一层,仍可看到里面呈黑色。
我们在日常生活、生产中只要细心观察身边的物理现象,联系到我们学过的物理知识,去分析和解释这些现象,就能够提高观察、分析及解决物理问题的能力。
我们在厨房里,若留心看一下其中的炉灶、器皿以及做饭、炒菜中出现的一些现象,定会发现很多处要用到物理知识。
一、热凉粥或冷饭时,锅内发出”扑嘟、扑嘟”的声音,并不断冒出气泡来,但一尝,粥或饭并不热,这是为什么?
把凉粥或饭烧热与烧开水是不一样的。虽然水是热的不良身体,对热的传导速度很慢,但水具有很好的流动性。当锅底的水受热时,它就要膨胀,密度减小就上浮,周围的凉水就流过来填补,通过这种对流,就把锅底的热不断地传递到水的各部分而使水变热。而凉粥或饭,既流动性差又不易传导热。所以,当锅底的粥或饭吸热后,温度就很快上升,但却不能很快地向上或四周流动,大量的热就集中在锅底而将锅底的粥烧焦。因热很难传到粥的上面,所以上面的粥依然是凉的。加热凉粥或饭时,要在锅里多加一些水,使粥变稀,增强它的流动性。此外,还要勤搅拌,强制进行对流,这样可将粥进行均匀加热。
二、用砂锅煮肉或烧汤时,当汤水沸腾后从炉子上拿下来,则汤水仍会继续沸腾一段时间,而铁、铝锅却没这种现象,这是为什么?
因为砂锅是陶土烧制成的,而非金属的比热比金属大得多,传热能力比金属差得多。当砂锅在炉子上加热时,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。将砂锅从炉子上拿下来后,远高于100℃的锅的外层就继续向内层传递热量,使锅内的汤水仍达到100℃而能继续沸腾一段时间,铁、铝锅就不会出现这种现象(其原因请同学们自己分析)。
三、炒肉中的“见面熟”。逢年过节,人们总要炒上几个肉菜,那么怎样爆炒肉片呢?
若将肉片直接放入热油锅里去爆炒,则瘦肉纤维中所含的水分就要急剧蒸发,致使肉片变得干硬,甚至于会将肉炒焦炒糊,大大失去鲜味。为把肉片爆炒得好吃,师傅们往往预先将肉片拌入适量的淀粉,则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,而肉片里的水分难以蒸发,仍保持了原来肉的鲜嫩,还减少了营养的损失,肉又熟得快即“见面熟”。用这种方法炒的肉片,既鲜嫩味美,又营养丰富。
四、冻肉解冻用什么方法最好?从冰箱里取出冻肉、冻鸡,如何将其解冻呢?
用接近0℃的冷水最好。因为冻肉温度是在0℃以下,若放在热水里解冻,冻肉从热水中吸收热量,其外层迅速解冻而使温度很快升到0℃以上,此的肉层之间便有了空隙,传递热的本领也就下降,使内部的冻肉不易再吸热解冻而形成硬核。若将冻肉放在冷水中,则因冻肉、冻鸡吸热而使冷水温度很快降到0℃且部分水还会结冰。因1克水结成冰可放出80卡热量(而1克水降低1℃只放出1卡热量),放出的如此之多的热量被冻肉吸收后,使肉外层的温度较快升高,而内层又容易吸收热量,这样,整块肉的温度也就较快升到0℃。如此反复几次,冻肉就可解冻。从营养角度分析,这种均匀缓慢升温的方法也是科学的
汽车上的物理知识汽车上的物理知识汽车上的物理知识汽车上的物理知识
一一一一、、、、力学方面力学方面力学方面力学方面
1、汽车的底盘质量都较大,这样可以降低汽车的重心,增加汽车行驶时的稳度。
2、汽车的车身设计成流线型,是为了减小汽车行驶时受到的阻力
3、汽车前进的动力――地面对主动轮的摩擦力(主动轮与从动轮与地面的摩擦力的方向相反)
4、汽车在平直路面匀速前进时――牵引力与阻力互相平衡,汽车所受重力与地面的支持力平衡
5、汽车拐弯时:①司机要打方向盘――力是改变物体运动状态的原因;②乘客会向拐弯的反方向倾倒――由于乘客具有惯性
6、汽车急刹车(减速)时,①司机踩刹车――力是改变物体运动状态的原因;②乘客会向车行方向倾倒DD惯性 ;③司机用较小的力就能刹住车DD杠杆原理;④用力踩刹车――增大压力来增大摩擦;⑤急
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