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第一讲 生活中的物理知识（一）
一、电灯泡为什么呈梨形
电灯泡的灯丝是用金属钨制成的。通电后，灯丝发热，温度高达2500℃以上。金属钨在高温下升华，一部分金属钨的微粒便从灯丝表面跑出来，附着在灯泡内壁上。时间一长，灯泡就会变黑，降低亮度，影响照明。
科学家们根据气体对流是自下而上的特点，在灯泡内充有少量惰性气体，并把灯泡做成梨形。这样，灯泡内的惰性气体对流时，金属钨升华时的黑色微粒大部分被气体卷到上方，附着在灯泡的颈部，便可保持玻璃透明，使灯泡亮度不受影响。
二、暖气片安在什么地方好
在有暖气设备的屋子里，冬天仍然是温暖如春。这是暖气片的功劳。暖气片，就是用铸铁制成的散热片。它在不大的范围里装有层层迭迭的片状管道，因此扩大了跟空气的接触面积，管道里的蒸气送来的热量，大部分从这儿散发出来。
空气是热的不良导体，是很不容易传热的，为什么暖气片却能把整个房间里的空气烘暖呢？
气体是会流动的，并且是热胀冷缩的。靠近暖气片的空气首先受热，体积膨胀，密度减小，变得轻了便往上升；其他部分的冷空气就流到暖气片的周围，来填补上升空气空出来的位置，它受热后体积膨胀，密度减小，接着也往上升；先前上升的空气渐渐变冷，密度又增大了，便往下流。这样，房间里的空气便开始上下“对流”起来。在对流的过程中，整个房间里的空气都热起来，室内也就暖和了。因为热量是暖气片上散发出来的，所以安装的位置要选好。如果你仔细观察一下，就会发现，暖气片大都安装在窗台下面。这有两个好处：第一，由于暖气片接近地面，能使室内的全部空气发生对流，所以保持了室温的均衡；第二，一旦冷空气从窗户缝里钻进来，暖气片就把它加热，起到了防冷的作用。
人们选择适当的位置安装暖气片，是为了空气更好地对流。其实，这个问题在很多地方都必须考虑，比方说，锅灶上的烟囱、仓库的天窗与地窗，究竟安在哪里好，都是有讲究的。你如果有兴趣，可以去观察一番，想想它的道理。
三、怎样使用要使用家用电器更节电
1．照明节电：日光灯具有发光效率高、光线柔和、寿命长、耗电少的特点，一盏14瓦节能日光灯的亮度相当于75瓦白炽灯的亮度，所以用日光灯代替白炽灯可以使耗电量大大降低。在走廊和卫生间可以安装小功率的日光灯。看电视时，只开1瓦节电日光灯，既节约用电，收看效果又理想。还要做到人走灯灭，消灭“长明灯”。
2．电视机节电：电视机的最亮状态比最暗状态多耗电50~60%；音量开得越大，耗电量也越大。所以看电视时，亮度和音量应调在人感觉最佳的状态，不要过亮，音量也不要太大。这样不仅能节电，而且有助于延长电视机的使用寿命。有些电视机只要插上电源插头，显像管就预热，耗电量为6~8瓦。所以电视机关上后，应把插头从电源插座上拔下来。
3．电冰箱节电：电冰箱应放置在阴凉通风处，决不能靠近热源，以保证散热片很好地散热。使用时，尽量减少开门次数和时间。电冰箱内的食物不要塞得太满，食物之间要留有空隙，以便冷气对流。准备食用的冷冻食物，要提前在冷藏室里慢慢融化，这样可以降低冷藏室温度，节省电能消耗。
4．洗衣机节电：洗衣机的耗电量取决于电动机的额定功率和使用时间的长短。电动机的功率是固定的，所以恰当地减少洗涤时间，就能节约用电。洗涤时间的长短，要根据衣物的种类和脏污程度来决定。一般洗涤丝绸等精细衣物的时间可短些，洗涤棉、麻等粗厚织物的时间可稍长些。如果用洗衣机漂洗，可以先把衣物上的肥皂水或洗衣粉泡沫拧干，再进行漂洗，既可以节约用电，也减少了漂清次数，达到节电的目的。
5．电风扇节电：一般扇叶大的电风扇，电功率就大，消耗的电能也多。同一台电风扇的最快档与最慢档的耗电量相差约40%，在快档上使用1小时的耗电量可在慢档上使用将近2小时。所以，常用慢速度，可减少电风扇的耗电量。
四、水壶中的物理知识
你注意到家庭用烧水的水壶，从选材、制作到使用，运用了哪些物理知识吗？
首先，水壶常选用铝材。这是因为铝密度小、导热快、比热也不大，使得水壶具有体轻、耗热小的两大优点。
其次，水壶的制作运用了连通器原理。对水壶进行仔细观察，就会发现：壶嘴与壶身实际上就是“上端开口，底部相连通”的容器。制作时，壶嘴与壶身高度大致相同，这既可以使水壶中能装上足够多的水，又能方便地把水从壶身中倒出来：因为只要抬高壶身，使壶嘴前倾，壶身中的水位便高于壶嘴中的水位，在水压作用下，壶身中的水从壶嘴中流出。
通常壶盖上会开一小孔或者壶盖与壶身间要留有缝隙。如果不是这样，加热时产生的水汽不能疏泄，导致水面上气压过高把水从壶嘴中压出来。这种按照连通器原理设计的结构，保证倒水时壶嘴与壶身内水面上大气压始终相等，能把水方便地倒出来。
再次，如果将壶底朝上，会看到壶底被做成了波纹状。这是浪费材料吗？不是。这正是设计者的匠心的体现。波纹状壶底具有两大好处：一是增加了壶底与炉火的接触面，使受热面积增大；二是波纹状壶底能增强壶底的机械强度。
又次：用水壶烧水时，水开后会看到水壶上方冒“白气”，这些“白气”并非在最靠近水壶的上方，而是在略向上些的地方，再向上又没有了。这又是为什么呢？原来是水开了以后，壶内产生大量的水蒸气溢出水壶后，遇到冷空气液化成水雾——“白气”，但它们很快又会汽化，形成水蒸气，所以再向上就又看不到“白气”了。
又次：水壶用久了，壶内会结上一层水垢（这是溶解在水中的碳酸氢钙等受热分解成的盐类附着在壶内形成的），这种水垢可以用物理方法去除它：把壶内的水倒净晾干，将空壶放在文火上烧一会儿后，立即将壶底浸泡到冷水中，由于铝和水的热胀冷缩程度不同，水垢便会从壶身上剥落下来。还能用化学的方法去除这种水垢，这里就不贅述了。
五、厨房中的物理知识
认真观察厨房里燃料、炊具，做饭、做菜等全部过程，回忆厨房中发生的一系列变化，会看到有关的物理现象。利用物理知识解释这些现象如下。
（一）与电学知识有关的现象
　　1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能，都是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的。
　　2、排气扇（抽油烟机）利用电能转化为机械能，利用空气对流进行空气变换。
　　3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头，插入三孔插座，防止用电器漏电和触电事故的发生。
　　4、微波炉加热均匀，热效率高，卫生无污染。加热原理是利用电能转化为电磁能，再将电磁能转化为内能。
　　5、厨房中的电灯，利用电流的热效应工作，将电能转化为内能和光能。
　　6、厨房的炉灶（蜂窝煤灶，液化气灶，煤灶，柴灶）是将化学能转化为内能，即燃料燃烧放出热量。
（二）与力学知识有关的现象
　　1、电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器，水面总是相平的。
　　2、菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积，增大压强。
　　3、菜刀的刀刃有油，为的是在切菜时，使接触面光滑，减小摩擦。
　　4、菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹，使接触面粗糙，增大摩擦。
　　5、火铲送煤时，是利用煤的惯性将煤送入火炉。
　　6、往保温瓶里倒开水，根据声音知水量高低。由于水量增多，空气柱的长度减小，振动频率增大，音调升高。
7、磨菜刀时要不断浇水，是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加，温度升高，刀口硬度变小，刀口不利；浇水是利用热传递使菜刀内能减小，温度降低，不会升至过高。
厨房里的物理知识试题
1．在日常生活中，将面制品放在水中煮，不会发黄、变焦，而放在食用油中炸，则会发黄、变焦，甚至炸糊，这一现象说明（ ）
A、油炸制食品的能力比水强 　　 B、油的传热性能比水强
C、油的沸点比水高
D、油在沸腾时温度继续上升，而水在沸腾时温度保持不变
2．小明两次煮鸡蛋，第一次在水沸腾后，继续用“急火”煮，第二次在水沸腾后即将火焰调小用“文火”煮，但仍然保持锅中的水沸腾，直到将鸡蛋煮熟，两次比较（ ）
A、第一次省时间 　　　　　　B、第二次省时间
C、两次所用时间基本相同 　　 D、第一次省燃料
3．夏天，厨房里的自来水管壁上常常有水珠，这是因为（ ）
A、夏天自来水的温度较高，蒸发较快，在管壁形成水珠
B、夏天空气中的水蒸气较多，遇到温度较低的自来水管就在管壁上液化形成水珠
C、夏天气压较低，管内外压强差大，水透过管壁微孔渗出
D、夏天用水量大，水厂需要自来水加压，管内外压强差大，因此有少量水透过管壁微孔渗出
4．下列事件中不能说明分子运动的是（ ）
A、从烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡
B、酒瓶盖打开后，屋子里很快就闻到酒香味
C、用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸
D、往开水中放些白糖，水会变甜
5．生活中，人们常常把碗放在锅内的水中蒸食物，要求是碗不能与锅底接触，当锅里的水沸腾时，碗里的水会（ ）
A、稍后沸腾 　　　　　　　　　 B、同时沸腾
C、温度总是低于锅内水的温度，因而不会沸腾
D、温度能够达到沸点，但不会沸腾
6．用高压锅煮粥，熄火后用冷水将锅浇冷却，拿去限压阀打开锅盖，可以看到锅内的粥仍在沸腾，而普通的锅则看不到这样的现象，下列说法中正确的是（ ）
A、 熄火后，锅内温度迅速降到100℃以下，但由于打开锅盖后气压降低，所以重新沸腾
B、熄火后，锅内温度高于100℃，即使不冷却，不拿去限压阀粥也在沸腾
C、熄火后，锅内温度仍然高于100℃，冷却后锅内气压比原来降低，打开锅盖后，气压降为一个大气压，所以重新沸腾
D、粥的流动性差，不易降温，熄火后，即使不浇冷水，不拿去限压阀粥也要沸腾较长时间
7．在家里用水壶烧开水时，当看到从壶嘴冒“白气”时，我们就知道水开了，在这一过程中看到的是 现象。
8．用水壶烧水，当水开了后，用水壶向热水瓶中注开水时，你的父母在一旁提醒你：“水快满了”，那么，你的父母是根据什么判断的呢？
9．在炒辣椒时，厨房里的人总是炒的眼睛水直流，有的还打喷嚏，这是为什么？
10．与厨房有关的两个词分别是“扬汤止沸”和“釜底抽薪”，这两个词个说明了什么道理？
11．用同样大小的力，使一个生鸡蛋和一个熟鸡蛋在桌上转动起来，将会发现，其中一个鸡蛋比另一个鸡蛋旋转得快些，时间也长一些。请你来判断哪个是生鸡蛋，哪个是熟鸡蛋？
12．家里的菜刀用过一段时间就要磨一磨，这是为什么？
13．在冬天中常常看到这样的情况：一瓶开水，倒一部分出来后，再盖上软木塞，发现软木塞会跳起来；给热水瓶注开水，如果水只注了一半，盖上软木塞，过两三天时间想再使用瓶中的水，发现软木塞很难拔出来。试解释上述两种情况。
答：
14．在高山上煮食物，如果用我们平常所看到的锅，则食物不会熟，而要用高压锅，请说说高压锅的原理？
答：
15．筷子是我们吃饭用的工具，它是一种什么样的杠杆？在洗碗筷时，将筷子放入有水的碗里，发现筷 子断了，拿出来一看，又没有断，这是什么原故？
答：
厨房里的物理知识试题 参考答案
1.答案：C。解析：水的沸点在标准大气压下是100℃，而油的沸点要远高于100℃。
2．答案：C。解析：因为水沸腾时温度保持不变，“急火”只能使水的汽化加快，不能使鸡蛋吸热加快。
3．答案：B。解析：因为夏天气温较高，空气中充满了水蒸气，当遇到天气略有变化时，这些水蒸气遇到冷的自来水管壁就液化。
4．答案：A。解析：我们的人肉眼是看不到分子的，只能“尝味道”、“看颜色”、“闻气味”。
5．答案：D。解析：因为水沸腾要满足两个条件，一是要达到沸点，二是要继续吸热，当锅内的水达到沸点时，碗内的水也可以达到沸点，但二者温度相同，不能发生热传递，碗内的水无法从锅内的水吸收热量，所以不会沸腾。
6.答案：C。解析：因为液体的沸点与气压有关系，一切液体的沸点都是气压减小时降低，气压增大时升高。
7．答案：先汽化后液化。解析：烧开水时，壶中的水沸腾产生的水蒸气，从壶嘴喷出，在壶嘴的上方遇到冷的空气，迅速液化成小水滴，这就是我们看到的“白气”。
8．答：是根据声音音调的变化来判断的。原来随着热水瓶里的水的增多，水上方空气柱越来越短，它的振动频率也越来越大，听起来的声音也越来越高，越来越尖。
9．答：在炒辣椒时，辣椒中的分子受热，加快了扩散，分子运动加剧，进入到人的眼睛和鼻子引起人的器官的反映。
10．答：前者是指把热水舀起一部分，然后再倒回去，由于这部分水要带走部分热量，放入锅里时又要从锅里的水中吸收热量，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，从而停止沸腾。前者总是权益之计，不能从根本上改决问题；后者则从根本上入手。
11．答：旋转的快的、旋转时间长的是熟鸡蛋。原来熟鸡蛋的蛋壳、蛋白和蛋清是联成一体的固体，而生鸡蛋的蛋壳是固体，蛋白是液体，蛋黄是粘性较大的液体，它们彼此处于半分离状态，在同样的旋转下，生鸡蛋的蛋黄、蛋白、蛋壳相互间产生较大的摩擦作用，对旋转有较大的阻碍作用，旋转速度下降得很快。而熟鸡蛋内部不存在阻碍旋转的作用，旋转速度下降得不那么快，所以熟鸡蛋旋转的快，旋转的时间长。
12．答：因为菜刀用过一段时间，刀刃比原来要钝一些，切菜时就感到费力些。磨一磨，使刀刃的表面积减小，变得更锋利，切菜时，用同样大小的力，可以增大压强。
13.答：原来开水没有装满时，瓶子中有一部分空气，它们受热，气压增大，当瓶内气压大于瓶外气压时，瓶塞就会跳起；瓶塞很难拔出则相反，瓶内热空气经过温度降低，压强减小，热空气中一部分水蒸气液化成水后使瓶内气压减小，当瓶内气压比瓶外气压小得多时，瓶塞就很难拔出。
14.答：因为大气压强随高度增加而减小，而气压减小，液体的沸点也随着降低。在高山上，水沸腾时的温度要低于100℃，而食物要熟的话，温度必须应该达到100℃，因此食物不会熟。高压锅的密封性很好，不漏气，锅内气压值可高于外界大气压，而液体的沸点随压强增大而增大，水在高压锅内沸腾时的沸点就会高于100℃，这样使饭熟得快。
15.答：筷子是费力杠杆。把它放入水中时，由于光的折射，从筷子射向空气中的光线在水面处发生了折射，由于折射角大于入射角，看起来筷子象是向上弯折的样子。

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