初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）第5节 跨学科实践：探索厨房中的物态变化问题精品教学ppt课件

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第5节 跨学科实践：探索厨房中的物态变化问题
厨房是我们生活经常出入的地方，只要你留心观察，就会发现小小的厨房里包含了许多物态变化的知识。
探索厨房中的物态变化问题
（1）烹饪过程涉及各种物态变化厨房不仅是加工食材的场所，也是日常生活中充满物态变化的“实验室”。烹饪过程涉及各种物态变化。例如：水的沸腾、食用油从液态到气态的蒸发、冰冻水饺中的冰在热水中的熔化。
（2）分析现象，了解问题， 提出改进建议这些变化不仅是烹饪过程中的自然现象，也是我们掌握烹饪技巧、提高烹饪效率、提升食物品质的关键。我们从物理学的视角观察、分析这些现象，了解食材烹饪中的问题， 并提出改进的建议。
我们可以先观察厨房中都有哪些现象与物态变化有关，再分析这些现象中的物理问题。具体任务如下：1. 观察厨房中的物态变化，分析这些物态变化对烹任的影响。2. 从物理学的视角，对烹饪过程中发现的一些问题提出改进建议或总结认识体会。3. 实施改进建议，描述实施后的情况，并评估其效果。
1. 观察厨房中的物态变化，描述这些物态变化发生的条件、过程与结果。分析物态变化的有关规律或相关参数对烹饪的影响。下面的表格中记录了一些在厨房中观察到的现象和相应的物态变化，请把你的观察结果写在表格中。
为了煮熟饺子，需要持续烧水一段时间
在烧水的过程中，需要不断加热，水沸腾后温度不变，一些水会从液态变为气态的水蒸气
水沸腾后，打开锅盖，会产生大量“白雾”
水蒸气接触周围的冷空气或低温物品，会液化成小水滴
将面食放在水中煮，不会发黄、变焦，而放在食用油中炸，则会发黄、变焦，甚至炸糊
水的沸点在标准大气压下是100℃，而油的沸点约280℃左右，放在油里的面食水分很快汽化，面食就会变干变黄甚至变焦
烧水时，紧靠壶嘴的地方看不到“白气”，而在壶嘴上方一段距离处才能看到“白气”呢？
紧靠壶嘴的地方温度较高，从壶嘴喷出来的水蒸气不能液化，随着水蒸气逐渐上升，空中的温度降低，温度高的水蒸气放热液化成小水滴，即为看到的“白气”
炒糖色的好坏是烹饪的一种技巧，当锅中的油温合适时，倒入白糖
糖的熔点低于油的沸点，糖在热油中发生熔化⁠，然后加入食材翻炒，这样会给食材表面涂上一层美丽的色泽，使食物更加鲜美
用砂锅煮食物时，砂锅离开炉灶后锅内的汤能继续沸腾
原因是砂锅与炉火直接接触，其温度会高于水的沸点，当砂锅离开炉火后，锅内的汤能继续吸收热量　
将冰冻食品直接放进热油中，‌会将油喷出甚至产生火球
当冷冻食品被放入热油中时，‌食品上的冰会迅速受热并汽化，‌形成水蒸气。‌这个过程会导致气体膨胀，‌从而将油锅中的油粒带出，‌形成油滴。‌这些油滴在接触到锅下的明火时，‌会立即燃烧
视频欣赏——《冰冻大虾使油起火》
视频欣赏——《物态变化中的“白气”》
2. 从物理学的视角找出这些现象对烹饪过程的影响，对烹饪中可能存在的向题提出具体的改进建议。进一步说明这些改进建议是怎样进一步优化烹任过程或解决安全隐患的，并解释这些建议的科学依据。
①煮饺子加大火力可以加快水的沸腾，但是水沸腾后仍然大火加热并不会使饺子更快煮熟。这是为什么？水在沸腾后温度保持不变，继续使用大火力只会加速水的汽化，浪费水和燃料。因此，在水沸腾后，应将大火改为小火。
②蒸食物蒸食物时，把不容易蒸熟的食物放最上面。蒸食物是利用高温的水蒸气将热传递给食物使其变熟。刚从沸水中蒸发出来的高温水蒸气密度较小，能迅速升至蒸笼的顶端，所以蒸笼的最上层温度最高，食物最先熟。
①注意水蒸气烫伤由于水蒸气变成同温度的热水时（液化）要放出大量的热，所以锅中冒出的水蒸气造成的烫伤要比热水烫伤更严重。因此，在水煮沸时，若要揭开锅盖须注意避开水蒸气，以免烫伤。拿刚出锅的热馒头时可以手上沾点凉水避免烫伤。因为热馒头接触到手上的凉水时，凉水迅速汽化吸收了手上的很多热量。
（2）解决安全隐患问题
②保护锅与壶的安全水的沸点在标准气压下是100℃，铝的熔点约600℃，用铝锅或壶烧水时，只要水未烧干，锅内壁温度保持在100℃左右，锅的温度不会超过100℃很多，达不到铝的熔点，是安全的。普通煤气灶火焰的温度可达800℃左右，若铝锅不装水放在火上烧或或锅里的水烧干，则锅的温度上升会很快达到铝的熔点，铝锅就会被烧坏。
想想议议与厨房有关的两个词“扬汤止沸”和“釜底抽薪”，这两个词包含了什么物理道理呢？前者是指把热水舀起一部分，然后再倒回去，这部分水下落过程中蒸发加快，温度降低，再次进入锅里时会从锅里的水吸收热量，使锅里的水暂时停止沸腾；后者则将灶里的燃料拿出，停止热量供给，使锅里的水无法再吸收热量，从而永远停止沸腾。
3. 选择一个改进建议，在家人的帮助下，在厨房中进行实际操作，检验效果。操作时要记录实施过程中的观察结果和有关数据， 包括必要的调整措施和遇到的问题。分析实施改进建议后的结果，并与初始情况进行比较，看看改进建议是否有效。
整理汇总自己的发现、所学到的知识以及提出的改进建议，用幻灯片、海报或视频记录等形式汇报。也可以通过辩论、角色扮演、烹饪比赛等形式进行交流，并互相评价，共同提高。
厨房是物态变化的“实验室”.①观察并分析厨房中的物态变化；②对烹饪过程中发现的一些问题提出 改进建议或总结认识体会；③实施改进建议，并评估其效果.①观察厨房中物态变化现象； ②进行物态变化分析；③优化烹任过程或解决安全隐患.整理汇总自己的发现、学到的知识及改进建议.
1. 下列关于小明在家吃火锅的情景的说法中，正确的是（　　）A．小明从冰箱拿出的冰镇汽水瓶外壁上小水珠，是空气中水蒸气液化形成的B．火锅上方冉冉上升的“白气”是水蒸气在空中扩散形成的C．火锅中的水加热至沸腾后，改用更大火加热，水的温度继续升高D．在吃火锅时，小明的眼镜片上出现的“雾气”是水蒸气汽化形成的
A．空气中热的水蒸气遇到冰的汽水瓶液化成小水珠，故A正确；B．火锅上方冉冉上升的“白气”是火锅中冒出的水蒸气在空气中遇冷液化成的小液滴，故B错误；C．水沸腾后，温度保持不变，故C错误；D．眼镜片上出现的“雾气”是火锅中冒出的水蒸气遇到冷的眼镜片液化成的小水珠，故D错误。
2. 小李把同样水饺放水中煮和放在油中炸，经过一段时间取出水饺，发现在油炸的水饺发黄变焦了，而在水中煮的水饺没有发黄变焦，这说明（　　）A．水是无色的，油是黄的B．油的传热性能比水强C．油的沸点比水的沸点高D．油没有沸点，水有沸点
不同液体的沸点是不同的，油的沸点高，水的沸点低，温度高的液体能把食物烤焦、烤糊，温度低的液体不会烤焦，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
3. 解决问题时，生活中常有“扬汤止沸”和“釜底抽薪”的说法。扬汤止沸是指把锅里的水舀起来高高扬起再倒回去，使得水温暂时低于水的沸点而停止沸腾；釜底抽薪是指从锅下抽掉燃烧着的木材，使得水无法吸热而停止沸腾。下列说法错误的是（　　）A．“扬汤止沸”说明水沸腾时温度不需要达到沸点也能沸腾B．“釜底抽薪”说明水沸腾时需要吸热C．“扬汤止沸”是加快水的蒸发，降低水的温度D．“扬汤止沸”是解决表面问题，“釜底抽薪”才是解决根本问题
A．沸腾的条件是达到沸点，继续吸热，故A错误，符合题意； B．“釜底抽薪”，水不再吸收热量，停止沸腾，说明水沸腾时需要热量，故B正确； C．“扬汤止沸”是通过增大水的表面积和加快水表面空气流速来加快水的蒸发，降低水的温度，水停止沸腾，故C正确，不符合题意； D．“扬汤止沸”是通过加快蒸发降低水温，但是水仍在不断吸热仍可使温度升高，解决表面问题，“釜底抽薪”是停止加热，水无法吸热不能满足沸腾的条件，解决根本问题，故D正确，不符合题意。
4. 生活处处有物理，细心的小明在家中发现：（1）冬天，在温暖的浴室洗澡时，看见连接热水器的两根水管中的一根外面有水滴，另一根却没有，他根据所学知识判断外面有水滴的是_____（选填“冷”或“热”）水管；（2）冬天，在炉子上烧菜的时候，火焰熄灭前、后一瞬间会出现如图所示的两种情景，你可以确定图______是火焰熄灭前的图片。（选填“甲”或“乙”）
（1）在充满大量水蒸气的浴室内，冷水管上附着有很多小水珠，而热水管上没有，这是因为浴室内大量温度较高的水蒸气遇到冷的水管放热液化成小水珠附着在冷水管上的缘故。（2）冬天，在炉子上烧菜的时候，炉子上方看到的“白气”是水蒸气放热液化形成的小水滴。火焰熄灭前，菜上方的温度较高，水蒸气发生液化的程度较小，故“白气”较少；熄灭后，菜上方的温度较低，水蒸气液化程度大，形成的“白气”就增多。故图乙是火焰熄灭前的图片。
5. 生活中常把碗放在大锅内的水中蒸食物，碗与锅底不接触，如图所示，当锅里的水开始沸腾以后，继续吸热，而温度_______（选填“上升”“下降”或“不变”），所以碗中水的温度______（选填“能”或“不能”）达到沸点，_______（选填“能”或“不能”）继续吸热。
不变
根据液体沸腾的特点，锅里的水沸腾后，会继续吸热，但是其温度不变化。由题意可知，锅里的水沸腾后，碗中的水最终会与锅里的水温度一样，都达到沸点，但是由于温度相同，不存在温度差，不发生热传递，碗中水不能继续吸热，不会沸腾。
不能
6．如图所示，小明观察到水烧开时出现大量“白气”，但靠近壶嘴处几乎看不见。这是因为水沸腾时喷出了大量水蒸气，壶嘴附近温度比较高，水蒸气仍然保持_____（选填“固”、“液”或“气”）态；离开壶嘴一段距离以后，由于环境温度_____（选填“较高”或“较低”），水蒸气_____（填物态变化名称）变成_____（选填“小冰晶”或“小液滴”），形成“白气”；“白气”进一步上升，分散到干燥的空气中，发生_____（填物态变化名称）现象，就消失了。