Готовим завтрак вместе с физикой
Нетрадиционный урок
Учитель: Дорогие друзья! Сегодня нам предстоит приготовить завтрак и выяснить, с какими интересными вопросами физики мы сталкиваемся, приготавливая завтрак, состоящий из яиц, бутербродов и молока.
На столе 6 яиц. Два из них уже сварены, и их нужно оставить на салат. Как их найти среди всех остальных яиц?
Первый способ. Нужно положить яйцо на стол и вращать вокруг вертикальной оси. Вареное яйцо будет вращаться быстрее. Почему? Вареное яйцо вращается как одно целое. Оно относится к твердым телам. Сырое же яйцо состоит из отдельных жидких частей: желтка и белка. При вращении сырого яйца эти части вращаются с разной скоростью, чем дальше от оси, тем быстрее. Между желтком и белком возникает жидкое трение, тормозящее движение.
Второй способ. Опустить яйца в соленую воду. Если они одинакового размера, то сырое яйцо будет плавать на большей глубине, чем вареное. Почему? Потому, что плотность сырого яйца больше плотности вареного. Это соответствует условиям плавания тел.
Третий способ. Оригинальный. Нужно укрепить на столе все яйца. А затем выстрелить в них по очереди. В вареных яйцах останется узкий след от пролетевшей пули, а сырые яйца разлетятся в разные стороны. Почему? При попадании пули в сырое яйцо, давление, оказываемой на его жидкое содержимое пулей, будет передаваться по всем направлениям без изменения, согласно закону Паскаля.
Учитель: Что ж. Яйца мы отделили и можем приступать к варке сырых яиц.
В какую воду будем класть сырые яйца? Можно в холодную или горячую. В холодной воде нагревание происходит одновременно, а кипящей может треснуть скорлупа. При большой разности температур (комнаты и кипятка) вещество внутри яйца при нагревании расширяется очень быстро. Скорлупа за ним не успевает и трескается. Как этого избежать? Чтобы яйцо не треснуло при опускании в кипяток, надо его положить на металлическую ложку и опускать очень медленно вместе с ложкой. Или положить в холодную воду немного соли, что увеличит температуру кипения воды. Белок к этому времени успеет свариться и не вытечет.
Варим яйца минут 5-10. Что нужно делать после того, как яйца сварились? Правильно. Опустить в холодную воду. Зачем? Скорлупа при быстром охлаждении резко сокращает свои размеры. И в ней образуются микротрещины, которые облегчают процесс снятия скорлупы.
Знаете ли вы, что высоко в горах нельзя сварить яйцо? Оно может долго находиться в кипящей воде, но оставаться при этом сырым. Температура кипения зависит от внешнего давления. В высокогорных районах атмосферное давление намного ниже, чем у поверхности Земли. Например, на вершине Эльбруса вода кипит при температуре 82 0С, а не при 1000С. Атмосферное давление там в 2 раза меньше нормального.
Учитель: Что ж, с вареными яйцами мы разобрались. Теперь давайте жарить яичницу.
Почему мы жарим на масле, а не на воде? Для этого нам необходимо выяснить, чем отличается процесс варки от процесса жарки. Когда мы варим, продукты нагреваются до температуры кипения воды, то есть до 1000С или чуть больше, если добавить соли. При варке мы нагреваем продукты для их размягчения, стремясь существенно улучшить усвоение пищи. Белки и крахмал становятся более податливыми. Этот процесс изменяет микроструктуру продуктов, изгоняет из них летучие вещества. Иным становится запах продуктов, меняется их внешний вид и объем, продукты адсорбируют воду (поглощают).
Когда мы жарим, продукты находятся в масле, температура которого может быть до 300 0С. При такой высокотемпературной обработке существенное значение приобретает процесс окисления продукта. Жареная пища потому и имеет совсем другой вкус, жидкость при этой температуре испаряется. Почему же мы все-таки жарим на масле, а не на воде? Попадая на раскаленную сковородку, вода мгновенно испаряется, образуя множество капелек-шариков воды. При нагревании давление внутри шариков возрастает и они лопаются. Это мы воспринимаем как треск и шипение. Подобный процесс наблюдался бы и в масле, но при более высокой температуре. До этого времени яичница уже успеет пожариться.
Учитель: Приступаем к кипячению молока. Одна из самых больших проблем, с которой сталкиваются хозяйки при кипячении молока – его «убегание». В чем причина такого поведения молока? Как этого избежать?
Молоко – это ценный пищевой продукт. Оно содержит сахар, белки, жиры, минеральные вещества, витамины, ферменты. Сравним процесс кипения воды и молока. Вначале молоко, как и вода, нагревается в кастрюле, благодаря конвекции – перемешивании горячих и холодных масс. Наличие в молоке жира приводит к образованию маслянистой пленки. При нагревании растворенный в молоке воздух расширяется и поднимается вверх в виде пузырьков. Внутри каждого пузырька происходит испарение жидкости. С повышением температуры давление пузырька увеличивается настолько, что пузырек лопается, и воздух выходит наружу. Маслянистая пленка на поверхности для пара непроницаема, поэтому пар, вырвавшийся наружу, заставляет ее подниматься. Молоко как бы разбухает, увеличивается в объеме и «убегает», переливаясь через края кастрюли.
Учитель: Молоко вскипело. Осталось нарезать батон и приготовить бутерброды.
Попробуем нарезать батон острой и тупой стороной ножа. Тупой стороной резать трудно. Почему? Сила давления одна и та же, а площадь опоры разная. Чем больше площадь опоры, тем большее давление нужно оказывать. Поэтому проще и удобнее резать острой стороной ножа. Намажем ломтики батона маслом. Ой, один упал. И, как всегда маслом вниз. Почему? Сработал «Закон падающего бутерброда».
Учитель: Завтрак готов. И сделано это не без участия физики. Когда он будет съеден, каждый из вас получит в запас определенное количество энергии для своей внутренней энергетической установки. И это запас энергии можно подсчитать.
100 г хлеба, окисляясь в организме, дают 877 кДж энергии;
20 г масла – 838 кДж,
2 яйца – 754 кДж,
1 стакан молока – 544 кДж.
В сумме запас энергии составит 3013 кДж.
Чтобы израсходовать такое количество энергии, нужно, например, 335 раз равномерно подняться по лестнице на пятый этаж. Ведь человек массой 60 кг на один подъем – 15м – расходует 9 кДж энергии.
Учитель: Вот и закончилось приготовление завтрака с физикой. Надеюсь, дорогие друзья, что вам понравилось, и вы узнали для себя много нового и интересного. Жду вас в кабинете физики в сентябре. До встречи!
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.