第5節(jié) 跨學(xué)科實(shí)踐：探索廚房中的物態(tài)變化問題
廚房是我們生活經(jīng)常出入的地方，只要你留心觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)小小的廚房里包含了許多物態(tài)變化的知識(shí)。
探索廚房中的物態(tài)變化問題
（1）烹飪過程涉及各種物態(tài)變化廚房不僅是加工食材的場(chǎng)所，也是日常生活中充滿物態(tài)變化的“實(shí)驗(yàn)室”。烹飪過程涉及各種物態(tài)變化。例如：水的沸騰、食用油從液態(tài)到氣態(tài)的蒸發(fā)、冰凍水餃中的冰在熱水中的熔化。
（2）分析現(xiàn)象，了解問題， 提出改進(jìn)建議這些變化不僅是烹飪過程中的自然現(xiàn)象，也是我們掌握烹飪技巧、提高烹飪效率、提升食物品質(zhì)的關(guān)鍵。我們從物理學(xué)的視角觀察、分析這些現(xiàn)象，了解食材烹飪中的問題， 并提出改進(jìn)的建議。
我們可以先觀察廚房中都有哪些現(xiàn)象與物態(tài)變化有關(guān)，再分析這些現(xiàn)象中的物理問題。具體任務(wù)如下：1. 觀察廚房中的物態(tài)變化，分析這些物態(tài)變化對(duì)烹任的影響。2. 從物理學(xué)的視角，對(duì)烹飪過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題提出改進(jìn)建議或總結(jié)認(rèn)識(shí)體會(huì)。3. 實(shí)施改進(jìn)建議，描述實(shí)施后的情況，并評(píng)估其效果。
1. 觀察廚房中的物態(tài)變化，描述這些物態(tài)變化發(fā)生的條件、過程與結(jié)果。分析物態(tài)變化的有關(guān)規(guī)律或相關(guān)參數(shù)對(duì)烹飪的影響。下面的表格中記錄了一些在廚房中觀察到的現(xiàn)象和相應(yīng)的物態(tài)變化，請(qǐng)把你的觀察結(jié)果寫在表格中。
為了煮熟餃子，需要持續(xù)燒水一段時(shí)間
在燒水的過程中，需要不斷加熱，水沸騰后溫度不變，一些水會(huì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的水蒸氣
水沸騰后，打開鍋蓋，會(huì)產(chǎn)生大量“白霧”
水蒸氣接觸周圍的冷空氣或低溫物品，會(huì)液化成小水滴
將面食放在水中煮，不會(huì)發(fā)黃、變焦，而放在食用油中炸，則會(huì)發(fā)黃、變焦，甚至炸糊
水的沸點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下是100℃，而油的沸點(diǎn)約280℃左右，放在油里的面食水分很快汽化，面食就會(huì)變干變黃甚至變焦
燒水時(shí)，緊靠壺嘴的地方看不到“白氣”，而在壺嘴上方一段距離處才能看到“白氣”呢？
緊靠壺嘴的地方溫度較高，從壺嘴噴出來的水蒸氣不能液化，隨著水蒸氣逐漸上升，空中的溫度降低，溫度高的水蒸氣放熱液化成小水滴，即為看到的“白氣”
炒糖色的好壞是烹飪的一種技巧，當(dāng)鍋中的油溫合適時(shí)，倒入白糖
糖的熔點(diǎn)低于油的沸點(diǎn)，糖在熱油中發(fā)生熔化?，然后加入食材翻炒，這樣會(huì)給食材表面涂上一層美麗的色澤，使食物更加鮮美
用砂鍋煮食物時(shí)，砂鍋離開爐灶后鍋內(nèi)的湯能繼續(xù)沸騰
原因是砂鍋與爐火直接接觸，其溫度會(huì)高于水的沸點(diǎn)，當(dāng)砂鍋離開爐火后，鍋內(nèi)的湯能繼續(xù)吸收熱量　
將冰凍食品直接放進(jìn)熱油中，?會(huì)將油噴出甚至產(chǎn)生火球
當(dāng)冷凍食品被放入熱油中時(shí)，?食品上的冰會(huì)迅速受熱并汽化，?形成水蒸氣。?這個(gè)過程會(huì)導(dǎo)致氣體膨脹，?從而將油鍋中的油粒帶出，?形成油滴。?這些油滴在接觸到鍋下的明火時(shí)，?會(huì)立即燃燒
視頻欣賞——《冰凍大蝦使油起火》
視頻欣賞——《物態(tài)變化中的“白氣”》
2. 從物理學(xué)的視角找出這些現(xiàn)象對(duì)烹飪過程的影響，對(duì)烹飪中可能存在的向題提出具體的改進(jìn)建議。進(jìn)一步說明這些改進(jìn)建議是怎樣進(jìn)一步優(yōu)化烹任過程或解決安全隱患的，并解釋這些建議的科學(xué)依據(jù)。
①煮餃子加大火力可以加快水的沸騰，但是水沸騰后仍然大火加熱并不會(huì)使餃子更快煮熟。這是為什么？水在沸騰后溫度保持不變，繼續(xù)使用大火力只會(huì)加速水的汽化，浪費(fèi)水和燃料。因此，在水沸騰后，應(yīng)將大火改為小火。
②蒸食物蒸食物時(shí)，把不容易蒸熟的食物放最上面。蒸食物是利用高溫的水蒸氣將熱傳遞給食物使其變熟。剛從沸水中蒸發(fā)出來的高溫水蒸氣密度較小，能迅速升至蒸籠的頂端，所以蒸籠的最上層溫度最高，食物最先熟。
①注意水蒸氣燙傷由于水蒸氣變成同溫度的熱水時(shí)（液化）要放出大量的熱，所以鍋中冒出的水蒸氣造成的燙傷要比熱水燙傷更嚴(yán)重。因此，在水煮沸時(shí)，若要揭開鍋蓋須注意避開水蒸氣，以免燙傷。拿剛出鍋的熱饅頭時(shí)可以手上沾點(diǎn)涼水避免燙傷。因?yàn)闊狃z頭接觸到手上的涼水時(shí)，涼水迅速汽化吸收了手上的很多熱量。
（2）解決安全隱患問題
②保護(hù)鍋與壺的安全水的沸點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下是100℃，鋁的熔點(diǎn)約600℃，用鋁鍋或壺?zé)畷r(shí)，只要水未燒干，鍋內(nèi)壁溫度保持在100℃左右，鍋的溫度不會(huì)超過100℃很多，達(dá)不到鋁的熔點(diǎn)，是安全的。普通煤氣灶火焰的溫度可達(dá)800℃左右，若鋁鍋不裝水放在火上燒或或鍋里的水燒干，則鍋的溫度上升會(huì)很快達(dá)到鋁的熔點(diǎn)，鋁鍋就會(huì)被燒壞。
想想議議與廚房有關(guān)的兩個(gè)詞“揚(yáng)湯止沸”和“釜底抽薪”，這兩個(gè)詞包含了什么物理道理呢？前者是指把熱水舀起一部分，然后再倒回去，這部分水下落過程中蒸發(fā)加快，溫度降低，再次進(jìn)入鍋里時(shí)會(huì)從鍋里的水吸收熱量，使鍋里的水暫時(shí)停止沸騰；后者則將灶里的燃料拿出，停止熱量供給，使鍋里的水無法再吸收熱量，從而永遠(yuǎn)停止沸騰。
3. 選擇一個(gè)改進(jìn)建議，在家人的幫助下，在廚房中進(jìn)行實(shí)際操作，檢驗(yàn)效果。操作時(shí)要記錄實(shí)施過程中的觀察結(jié)果和有關(guān)數(shù)據(jù)， 包括必要的調(diào)整措施和遇到的問題。分析實(shí)施改進(jìn)建議后的結(jié)果，并與初始情況進(jìn)行比較，看看改進(jìn)建議是否有效。
整理匯總自己的發(fā)現(xiàn)、所學(xué)到的知識(shí)以及提出的改進(jìn)建議，用幻燈片、海報(bào)或視頻記錄等形式匯報(bào)。也可以通過辯論、角色扮演、烹飪比賽等形式進(jìn)行交流，并互相評(píng)價(jià)，共同提高。
廚房是物態(tài)變化的“實(shí)驗(yàn)室”.①觀察并分析廚房中的物態(tài)變化；②對(duì)烹飪過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題提出 改進(jìn)建議或總結(jié)認(rèn)識(shí)體會(huì)；③實(shí)施改進(jìn)建議，并評(píng)估其效果.①觀察廚房中物態(tài)變化現(xiàn)象； ②進(jìn)行物態(tài)變化分析；③優(yōu)化烹任過程或解決安全隱患.整理匯總自己的發(fā)現(xiàn)、學(xué)到的知識(shí)及改進(jìn)建議.
1. 下列關(guān)于小明在家吃火鍋的情景的說法中，正確的是（　?。〢．小明從冰箱拿出的冰鎮(zhèn)汽水瓶外壁上小水珠，是空氣中水蒸氣液化形成的B．火鍋上方冉冉上升的“白氣”是水蒸氣在空中擴(kuò)散形成的C．火鍋中的水加熱至沸騰后，改用更大火加熱，水的溫度繼續(xù)升高D．在吃火鍋時(shí)，小明的眼鏡片上出現(xiàn)的“霧氣”是水蒸氣汽化形成的
A．空氣中熱的水蒸氣遇到冰的汽水瓶液化成小水珠，故A正確；B．火鍋上方冉冉上升的“白氣”是火鍋中冒出的水蒸氣在空氣中遇冷液化成的小液滴，故B錯(cuò)誤；C．水沸騰后，溫度保持不變，故C錯(cuò)誤；D．眼鏡片上出現(xiàn)的“霧氣”是火鍋中冒出的水蒸氣遇到冷的眼鏡片液化成的小水珠，故D錯(cuò)誤。
2. 小李把同樣水餃放水中煮和放在油中炸，經(jīng)過一段時(shí)間取出水餃，發(fā)現(xiàn)在油炸的水餃發(fā)黃變焦了，而在水中煮的水餃沒有發(fā)黃變焦，這說明（　　）A．水是無色的，油是黃的B．油的傳熱性能比水強(qiáng)C．油的沸點(diǎn)比水的沸點(diǎn)高D．油沒有沸點(diǎn)，水有沸點(diǎn)
不同液體的沸點(diǎn)是不同的，油的沸點(diǎn)高，水的沸點(diǎn)低，溫度高的液體能把食物烤焦、烤糊，溫度低的液體不會(huì)烤焦，故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。
3. 解決問題時(shí)，生活中常有“揚(yáng)湯止沸”和“釜底抽薪”的說法。揚(yáng)湯止沸是指把鍋里的水舀起來高高揚(yáng)起再倒回去，使得水溫暫時(shí)低于水的沸點(diǎn)而停止沸騰；釜底抽薪是指從鍋下抽掉燃燒著的木材，使得水無法吸熱而停止沸騰。下列說法錯(cuò)誤的是（　?。〢．“揚(yáng)湯止沸”說明水沸騰時(shí)溫度不需要達(dá)到沸點(diǎn)也能沸騰B．“釜底抽薪”說明水沸騰時(shí)需要吸熱C．“揚(yáng)湯止沸”是加快水的蒸發(fā)，降低水的溫度D．“揚(yáng)湯止沸”是解決表面問題，“釜底抽薪”才是解決根本問題
A．沸騰的條件是達(dá)到沸點(diǎn)，繼續(xù)吸熱，故A錯(cuò)誤，符合題意； B．“釜底抽薪”，水不再吸收熱量，停止沸騰，說明水沸騰時(shí)需要熱量，故B正確； C．“揚(yáng)湯止沸”是通過增大水的表面積和加快水表面空氣流速來加快水的蒸發(fā)，降低水的溫度，水停止沸騰，故C正確，不符合題意； D．“揚(yáng)湯止沸”是通過加快蒸發(fā)降低水溫，但是水仍在不斷吸熱仍可使溫度升高，解決表面問題，“釜底抽薪”是停止加熱，水無法吸熱不能滿足沸騰的條件，解決根本問題，故D正確，不符合題意。
4. 生活處處有物理，細(xì)心的小明在家中發(fā)現(xiàn)：（1）冬天，在溫暖的浴室洗澡時(shí)，看見連接熱水器的兩根水管中的一根外面有水滴，另一根卻沒有，他根據(jù)所學(xué)知識(shí)判斷外面有水滴的是_____（選填“冷”或“熱”）水管；（2）冬天，在爐子上燒菜的時(shí)候，火焰熄滅前、后一瞬間會(huì)出現(xiàn)如圖所示的兩種情景，你可以確定圖______是火焰熄滅前的圖片。（選填“甲”或“乙”）
（1）在充滿大量水蒸氣的浴室內(nèi)，冷水管上附著有很多小水珠，而熱水管上沒有，這是因?yàn)樵∈覂?nèi)大量溫度較高的水蒸氣遇到冷的水管放熱液化成小水珠附著在冷水管上的緣故。（2）冬天，在爐子上燒菜的時(shí)候，爐子上方看到的“白氣”是水蒸氣放熱液化形成的小水滴。火焰熄滅前，菜上方的溫度較高，水蒸氣發(fā)生液化的程度較小，故“白氣”較少；熄滅后，菜上方的溫度較低，水蒸氣液化程度大，形成的“白氣”就增多。故圖乙是火焰熄滅前的圖片。
5. 生活中常把碗放在大鍋內(nèi)的水中蒸食物，碗與鍋底不接觸，如圖所示，當(dāng)鍋里的水開始沸騰以后，繼續(xù)吸熱，而溫度_______（選填“上升”“下降”或“不變”），所以碗中水的溫度______（選填“能”或“不能”）達(dá)到沸點(diǎn)，_______（選填“能”或“不能”）繼續(xù)吸熱。
不變
根據(jù)液體沸騰的特點(diǎn)，鍋里的水沸騰后，會(huì)繼續(xù)吸熱，但是其溫度不變化。由題意可知，鍋里的水沸騰后，碗中的水最終會(huì)與鍋里的水溫度一樣，都達(dá)到沸點(diǎn)，但是由于溫度相同，不存在溫度差，不發(fā)生熱傳遞，碗中水不能繼續(xù)吸熱，不會(huì)沸騰。
不能
6．如圖所示，小明觀察到水燒開時(shí)出現(xiàn)大量“白氣”，但靠近壺嘴處幾乎看不見。這是因?yàn)樗序v時(shí)噴出了大量水蒸氣，壺嘴附近溫度比較高，水蒸氣仍然保持_____（選填“固”、“液”或“氣”）態(tài)；離開壺嘴一段距離以后，由于環(huán)境溫度_____（選填“較高”或“較低”），水蒸氣_____（填物態(tài)變化名稱）變成_____（選填“小冰晶”或“小液滴”），形成“白氣”；“白氣”進(jìn)一步上升，分散到干燥的空氣中，發(fā)生_____（填物態(tài)變化名稱）現(xiàn)象，就消失了。

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