Презентация, доклад на тему Проект Физика вокруг нас

Панченко Наталья Федоровна

Проект «Физика вокруг нас»

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №4»
Левокумского района Ставропольского края

встретить в обыденной жизни.
3.Изучить и объяснить данные явления.
Гипотеза:
если подробно изучить физические явления, то можно научиться планировать действия, позволяющие решать практически важные проблемы и задачи.
Объектом моего исследования является физика, а предметом – физические явления в быту. 

Цель: рассмотреть тепловые явления на кухне.

Актуальность работы: работа на кухне не осуществима без тепловых явлений особенно во время технического мира. Время не стоит на месте, люди придумывают все больше техники, а без знаний физики будет невозможен прогресс /

и в котором он сам живёт. Природа, быт, техника и всё то, что нас окружает и в нас
самих происходит, подчинено единым законам происхождения и развития – законам
физики. Квартира – настоящая физическая лаборатория, в которой человек должен быть
активным наблюдателем, способным хотя бы приближенно объяснить наблюдаемые им
физические явления. Современный научно-технический прогресс являет собой торжество
физики над невежеством и мистицизмом. Наука и техника не могли бы успешно
развиваться, если бы они не опирались на знания фундаментальных основ физики. Не
покидают нас физические явления и физические закономерности даже в том случае, когда
мы находимся с вами в домашних условиях. Современный домашний быт исключительно
богат проявлением многообразных физических явлений из области механики,
термодинамики, электромагнетизма, физики жёстких полей, оптики, акустики,
гидравлики, газовой динамики. С физикой связана прямо или косвенно практически любая
отрасль практической деятельности человека: математика и информатика, медицина,
биология и экология, история и география, техника и быт, строительство и искусство,
спорт и даже литература.

с
механическим движением. Это явления, наблюдаемые при изменении температуры тел
или при переходе их из одного состояния (например, жидкого) в другое (твердое либо
газообразное). Такие явления называются тепловыми.
Сложилось так, что природа тепловых явлений объясняется в физике двумя
способами: термодинамический подход и молекулярно-кинетическая теория вещества.

Термодинамический подход рассматривает теплоту с позиции макроскопических свойств
вещества(давление, температура, объём, плотность и т.д.).
Молекулярно-кинетическая теория связывает протекание тепловых явлений и процессов с особенностями внутреннего строения вещества и изучает причины, которые обуславливают тепловое движение.
Примеры тепловых явлений:
Нагревание Охлаждение Плавление Отвердевание Конденсация

горячий чай опустить холодную ложку, через некоторое время она нагреется. При этом чай отдаст часть своего тепла не только ложке, но и окружающему воздуху. Из примера ясно, что тепло может передаваться от тела, более
нагретого к телу менее нагретому. Существует три способа передачи теплоты —
теплопроводность, конвекция, излучение. Нагревание ложки в горячем чае — пример теплопроводности.

Теплопрово́дность — способность материальных тел к переносу энергии (теплообмену) от более нагретых частей тела к менее нагретым частям тела, осуществляемому хаотически движущимися частицами тела (атомами, молекулами, электронами и т. п.)

Нагревание ложки в горячем чае — пример теплопроводности. Все металлы обладают хорошей теплопроводностью.

время тепловой обработки продукта необходимо поддерживать высокую температуру, поэтому на кухне используют металлы, так их теплопроводность и прочность выше,
чем у других материалов. Из металла делают кастрюли, сковородки, противни, и
другую посуду. Когда они соприкасаются с источником тепла, это тепло легко
передается еде. Иногда бывает необходимо уменьшить теплопроводность — в этом случае используют кастрюли из материалов с более низкой теплопроводностью, или готовят способами, при которых еде передается меньшее количество тепла. Приготовление блюд на водяной бане — один из примеров уменьшения теплопроводности.

Обычно в кастрюлю на огне наливают в воду, в которую ставят вторую кастрюлю с едой. Температура здесь регулируется благодаря более низкой теплопроводности воды и вследствие того, что температура нагревания внутренней кастрюли не превышает температуры кипения воды, то есть 100° C (212° F). Такой способ часто применяют с продуктами, которые легко пригорают или которые нельзя кипятить, например, шоколад.  /

в
кастрюле или чайнике, сначала прогреваются нижние слои воды, они становятся легче и
устремляются вверх, уступая место холодной воде. Конвекция происходит в комнате,
когда включено отопление. Горячий воздух от батареи поднимается, а холодный
опускается.

Конвекция

Конвекция – это вид теплопередачи, при котором внутренняя энергия передается струями и потоками.

В основе явления конвекции лежит расширение более холодного вещества при соприкосновении с горячими массами. В таких обстоятельствах нагреваемое вещество теряет плотность и становится легче по сравнению с окружающим его холодным пространством. Наиболее точно данная характеристика явления соответствует перемещению тепловых потоков при нагревании воды. Движение молекул в противоположных направлениях под воздействием нагревания – это именно то, на чем основывается конвекция. Излучение, теплопроводность выступают схожими процессами, однако касаются прежде всего передачи тепловой энергии в твердых телах.

то жидкость из холодной превращается в теплую. Почему так происходит? Все дело в том, что здесь проявляется явление конвекция. Жидкость при конвекции нагревается снизу вверх. Нагретые слои жидкости – менее плотные и поэтому более легкие – вытесняются вверх более тяжелыми холодными слоям. Холодные слои жидкости, опустившись вниз, в свою очередь, нагреваются от источника тепла и вновь вытесняются менее нагретой водой. Благодаря такому движению вся жидкость равномерно прогревается. Различают два вида конвекции: естественную (или свободную) и вынужденную. Так, нагревание жидкости является примером естественной конвекции.

Вынужденная конвекция наблюдается, если перемешивать жидкость мешалкой, ложкой и т.д. Если жидкости прогревать не снизу, а сверху, то конвекция не происходит. Нагретые слои не могут опускаться ниже холодных, более тяжелых.

по трубкам холодильника, охлаждает воздух в верхней части холодильной камеры. Холодный воздух, опускаясь, охлаждает продукты, а затем снова поднимается вверх. Решетка сзади холодильника предназначается для отвода тепла, образующегося при сжатии газа в компрессоре. Механизм ее охлаждения также конвективный, поэтому надо оставлять пространство за холодильником свободным для конвективных потоков. Все чаще явление конвекции реализуется в современных бытовых приборах, в частности в духовых шкафах. Газовый шкаф с конвекцией позволяет готовить разные блюда одновременно на отдельных уровнях при различной температуре. При этом полностью исключается смешение вкусов и запахов. Нагрев воздуха в традиционном духовом шкафу основывается на работе единственной горелки, что приводит к неравномерному распределению тепла. За счет целенаправленного перемещения горячих потоков воздуха при помощи специализированного вентилятора блюда в конвекционном духовом шкафу получаются более сочными, лучше пропекаются. Такие устройства быстрее нагреваются, что позволяет уменьшить время, требуемое на приготовление пищи. По этим примерам можно понять, что конвекция играет большую роль на кухне. 

Она помогает при приготовлении пищи в духовке или просто на плите, сохраняет продукты от жары в холодильнике. Все это помогает поддерживать нормальную функциональную жизнедеятельность людям.

энергии. Оно широко используется в технике, в повседневной жизни.
Например, чай всегда заваривают кипятком, так как при этом диффузия происходит
быстрее. Сущность диффузии – движение частиц среды, приводящее к переносу веществ
и выравниванию концентраций или к установлению равновесного распределения частиц
данного вида в среде. Явление диффузии широко используется и на практике. В
повседневной жизни, когда пользуемся аромолампой с эфирными маслами или спреями
для тела или для ног, духами, распыляем спрей, чтобы уничтожить в помещении комаров
и мух, когда что-то склеиваем или когда пьем чай или кофе. В природе благодаря
диффузии насекомые за многие километры обоняют аромат цветов и прилетают для сбора
нектара, одновременно опыляя растения. По запахам животные находят свои жертву или
родственных особей.
Диффузия в жидкостях, в газах, в твердых телах.

любой температуре жидкости.
Пар - это газообразное состояние вещества, в которое переходят жидкости при испарении. Молекулы жидкости при тепловом движении движутся с разными скоростями. Самые быстрые молекулы  способны преодолеть притяжение остальных молекул и  выскочить 
из жидкости. Эти  молекулы образуют пары в воздухе. 

скорость испарения жидкости зависит от:
температуры (чем выше температура жидкости, тем большей скоростью обладают ее молекулы) 
от площади поверхности испаряющейся жидкости (чем больше площадь поверхности, 
тем большее число быстрых молекул покидает жидкость) 
- от наличия ветра над поверхностью жидкости. 
Так как при испарении жидкость покидают наиболее быстрые молекулы, 
обладающие соответственно большей кинетической энергией, средняя кинетическая энергия молекул жидкости уменьшается, значит температура жидкости при испарении понижается.
 

ее в процессе испарения, находятся в воздухе в состоянии непрерывного теплового движения. Так как движение молекул хаотичное, то какая-то часть молекул вновь попадает в жидкость. Число таких молекул тем больше, чем больше давление пара над жидкостью. Пар конденсируется. Например когда мы моемся в ванной, запотевание зеркала и стен происходит в результате конденсации водяного пара. 
Кран с холодной водой, всегда можно отличить по капелькам воды, которые образовались на нём при конденсации водяного пара. Если в чашку налить горячую воду и накрыть крышкой, то водяной пар конденсируется на крышке. 

Конденсация на окне
 

Роса на траве

пузырьков пара по всему объему жидкости при определенной температуре.

Энергия кипения воды широко используется человеком в быту. Данный процесс стал настолько обыденным и привычным, что никто не задумывается о его природе и особенностях. Тем не менее с кипением связан целый ряд интересных фактов:

Наверное, все замечали, что в крышке чайника есть отверстие, но мало кто задумывается о его предназначении. Оно проделывается с той целью, чтобы частично выпускать пар. В противном случае вода может расплескаться через носик.
Продолжительность варки картофеля, яиц и прочих продуктов питания не зависит от того, насколько мощным является нагреватель. Имеет значение лишь тот факт, как долго они находились под воздействием кипящей воды.

прибора. Она может сказаться лишь на скорости испарения жидкости. Кипение связано не только с нагреванием воды. При помощи данного процесса можно также заставить жидкость замерзнуть. Так, в процессе кипения нужно производить непрерывную откачку воздуха из сосуда. Одна из самых актуальных проблем для хозяек заключается в том, что молоко может "убежать". Так, риск этого явления значительно повышается во время ухудшения погоды, которое сопровождается падением атмосферного давления. Самый горячий кипяток получается в глубоких подземных шахтах. Путем экспериментальных исследований ученым удалось установить, что на Марсе вода закипает при температуре 45 градусов Цельсия.

Как же происходит этот процесс и от чего он зависит? При нагревании какой-либо жидкости мы увидим ряд особенностей. Прежде всего обратим внимание на то, что с поверхности жидкости происходит испарение. На это указывает туман, образовавшийся над емкость. Это водяной пар смешивается с холодным воздухом и конденсируется в виде маленьких капель. Сам пар, конечно, невидим глазу. При дальнейшем повышении температуры мы заметим появление в жидкости многочисленных мелких пузырьков. Они постепенно увеличиваются в размерах. Это пузырьки воздуха, который растворен в воде. При нагревании воздух выделяется из воды в виде пузырьков. Эти пузырьки содержат не только воздух, но и водяной пар, так как вода испаряется внутрь этих пузырьков воздуха. 

воде. При нагревании воздух выделяется из воды в виде пузырьков. Эти пузырьки содержат не только воздух, но и водяной пар, так как вода испаряется внутрь этих пузырьков воздуха. Поднимающиеся пузырьки, попадая в более холодные слои воды, уменьшаются в размерах, так как содержащиеся в них пары конденсируются и под действием силы тяжести они опускаются. Спустившись вниз, в более горячие слои воды, пузырьки начинают снова подниматься к поверхности. Это попеременное увеличение и уменьшение пузырьков в размерах сопровождается характерным шумом, предшествующим закипанию воды. Постепенно вся вода прогревается, пузырьки уже не уменьшаются в размерах. Под действием архимедовой силы они всплывают на поверхность и лопаются. Находящийся в них насыщенный пар выходит наружу. Шум прекращается, и мы слышим бульканье – жидкость закипела. Кипение от начала до конца происходит при определенной и постоянной для каждой жидкости температуре. Поэтому при варке пищи нужно уменьшать огонь после того, как вода закипит. Это даст экономию топлива, а температура воды все равно сохраняется постоянной во время кипения.

на кухне: конвекция, теплопроводность и кипение. Каждое из них выполняет определенную роль на кухне. Так с помощью конвекция жидкость вся равномерно прогревается
Кипение сообщает, что пища приготовилась и набрала определенную температуру.
С помощью теплопроводности можно дольше сохранять тепло (пример термоса), а также выбрать посуду, в которой при приготовлении пищи будет возможность взять руками посуду и не обжечься.
Таким образом, я делаю вывод о том, что на кухне без знаний физики не обойтись.