Физика за чашкой чая

ФИЗИКА ЗА ЧАШКОЙ ЧАЯ

Устал - проси чаю. Жарко - выпей чаю. Хочешь согреться - пей чай. (грузинская мудрость)

Мы ежедневно бываем на кухне и пьём чай. Но порой и не задумываемся над тем, что делаем сами, почему делаем так, а не иначе. Так давайте попытаемся объяснить многие наши действия на кухне с точки зрения физики.

1 действие ставим  чайник на огонь Для чего мы накрываем чайник крышкой? Чтобы уменьшить теплообмен с окружающей средой.

1 действие ставим  чайник на огонь Какой чайник быстрее закипит с открытой или с закрытой крышкой? Быстее закипит чайник с закрытой крышкой. Из чайника с открытой крышкой в процессе нагревания будут уходить в воздух наиболее быстрые молекулы, унося с собой энергию.

1 действие ставим  чайник на огонь Почему электрические чайники и самовары делают блестящими? Чтобы энергия не уходила благодаря излучению.

1 действие ставим  чайник на огонь Почему перед кипением чайник шумит? В воде есть растворимый воздух, который при нагревании образует мелкие пузырьки, в этих пузырьках образуется водяной пар. Под действием архимедовой силы эти пузырьки поднимаются вверх, попадая при этом в ещё не прогретые слои воды. Водяной пар в пузырьках конденсируется, пузырьки сильно сжимаются, и в жидкости распространяется звук, импульс.

1 действие ставим  чайник на огонь В каком чайнике вода скорее нагреется: в новом или старом, на стенках которого имеется накипь? В новом. Его теплопроводность выше и поэтому теплообмен осуществляется быстрее.

2 действие нагревание и кипение чая Пар или кипяток сильнее обжигает? Почему? Пар, так как на образование пара затрачивается больше энергии. При ожоге паром выделяется энергия Q=Lm+cm(t2-t1), а кипятком только Q=cm(t2-t1).

2 действие нагревание и кипение чая Чем больше времени находится в употреблении эмалированный чайник, тем медленнее закипает в нем вода. Почему? На стенках чайника образуется накипь, которая обладает плохой теплопроводностью.

2 действие нагревание и кипение чая Можно ли заставить кипеть воду, не нагревая её? Можно, если уменьшить давление.

2 действие нагревание и кипение чая Какой чайник светлый или тёмный быстрее остынет? Тёмный.  Тёмные тела лучше принимают энергию излучения и лучше отдают.

2 действие нагревание и кипение чая У которого часто подпрыгивает, у того воды больше и образовавшийся пар толкает крышку, а у другого чайника воды мало и поэтому весь пар выходит через носик. В двух одинаковых чайниках, поставленных на одинаковые горелки, кипит вода. У одного из них крышка часто подпрыгивает, а другого неподвижна. Почему?

2 действие нагревание и кипение чая Некоторые хозяйки, желая ускорить варку, усиливают огонь под кастрюлей, в которой кипит вода. Правилен ли это приём? Нет, так как когда вода кипит, то температура кипения не меняется, и чтобы она продолжала кипеть, достаточно небольшого огня.

2 действие нагревание и кипение чая В одном чайнике сырая вода, в другом кипяченая той же температуры. Какая быстрее закипит? Сырая, так как в ней больше воздуха.

3 действие заваривание чая Какой чайник металлический или фарфоровый ты выбираешь для заваривания чая? Почему? Фарфоровый, т.к. он обладает худшей теплопроводностью, чем металлический, а значит,  в нём будет более высокая температура.

3 действие заваривание чая На столе различная посуда: металлические кружки, стеклянные и фарфоровые чашки. Какую посуду ты выбрал, чтобы выпить чай? Почему? Фарфоровую или стеклянную чашку, чтобы не обжечься, так как теплопроводность металла выше.

4 Действие разливание чая Какие лучше использовать стаканы толстостенные или тонкостенные? Тонкостенные,  так как они прогреваются быстрее и равномерно. Толстостенные внутри нагреваются, а снаружи нет. Поэтому  стакан может разбиться.

4 Действие разливание чая Что раньше наливать в стакан заварку или кипяток? Заварку, так как её температура ниже и процесс перемешивания происходит быстрее.

4 Действие разливание чая В стакан налит горячий чай. Как осуществляется теплообмен между чаем и стенками стакана? Посредством теплопроводности.

4 Действие разливание чая В каком случае процесс теплообмена произойдёт быстрее, если в горячий чай наливать холодную воду; в холодную наливать горячий чай той же массы? Если в горячий чай наливать холодную воду, процесс конвекции пойдёт быстрее.

Ах, русский чай! Твой вкус неповторимый. Ты в летний зной всем жажду утоляешь, А в лютый холод, в студеные морозы Не только душу сердце согреваешь.