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第三章 物态变化
3.5跨学科实践：探索厨房中的物态变化问题
目 录
情境串新知
2
学习目标
1
随堂练习
3
任务线
主题情境
探索厨房中的物态变化问题
观察厨房中的物态变化，分析这些物态变化对烹饪的影响
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
结合改进建议进行实施操作并评估其结果
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.
学习目标
1. 观察厨房中的物态变化，分析这些物态变化对烹饪的影响.
3. 实施改进建议，能描述实施后的情况，并评估其结果.
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等. 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. 让我们一起从物理学的视角观察和分析这些现象.
情境串新知
速冻水饺中的冰熔化
水沸腾
1. 观察厨房中的物态变化，分析这些物态变化对烹饪的影响.
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，并评估其结果.
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：
项目分析：
饺子是我们的传统美食，观看煮饺子的过程，思考一下其中蕴含了哪些物态变化相关的知识？
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任务1
观察厨房中的物态变化，并分析相关规律对烹饪的影响
现象分析
盖上锅盖可以减少热量散失
气态的水蒸气
液态的水
汽化
水蒸气
细小的水珠
液化
水蒸气
液态的小水滴
液化
遇到冷的空气
遇到温度较低的锅盖
现象：
分析：
锅盖盖上烧水，一段时间后水沸腾
大量的白气
锅盖上有水流下
现象：
分析：
水沸腾前需要加热一段时间，下入饺子后，等水再次沸腾后还需再持续加热一段时间.
沸腾前持续加热，使温度达到水的沸点，水才开始沸腾；加入饺子后，水的温度降低，所以水会停止沸腾，持续加热，水会再次沸腾；因为水沸腾时要持续吸热，所以为了保持水持续沸腾，需要持续加热.
观看下面视频，试探索煮速冻饺子过程中涉及到的物态变化问题.
点击播放视频
拓展
1. 用凉水对速冻饺子解冻的原理是什么？
用凉水解冻的原理：液体温度降低，放出热量，使冻饺子吸收热量而解冻.
现象：
水饺上的冰(固态)
水(液态)
熔化
分析：
加冷水后锅中的水的温度降低，停止沸腾.
我们常说的“扬汤止沸”“釜底抽薪”又是什么原理呢？
思考
现象：
分析：
2. 煮饺子过程中，当水沸腾后加入适量凉水时锅中的水停止沸腾，这是为什么？
点击播放视频
将热汤舀起来再倒回锅里，这部分汤下落的过程中蒸发加快，温度降低，再次进入锅里时会从锅里吸收热量，使锅里的水暂时停止沸腾.
扬汤止沸
将柴火(燃料)拿走，相当于停止加热，此时锅中的水无法再吸收热量，水就会停止沸腾.
釜底抽薪
点击播放视频
将饺子放在水中煮，不会发黄、变焦，而放在食用油中炸，则会发黄、变焦，甚至炸糊.这是为什么呢？
在一个标准大气压下水的沸点为100 ℃，面食放在沸水中水分不会散失，而油的沸点要远高于100 ℃，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.
思考
从冰箱拿出的冻肉上结有一层白霜
水蒸气遇冷变成固态的小冰晶
现象：
固态
气态
凝华
分析：
厨房中还有哪些物态变化现象呢？
用凉水解冻冻肉时所耗费的时间较长，如何才能加快解冻呢？
盐的作用：降低冰的凝固点
白醋的作用：去腥，增加口感
跟撒盐消雪是一个道理
点击播放视频
在解冻速冻水饺时也可以加入适量的食盐.
肉上的冰(固态)
水(液态)
熔化
厨房中还有诸多涉及物态变化的现象，期待你的探索.
思考
任务2
对烹饪过程发现问题，并提出改进建议或总结认识体会
水沸腾后仍然大火加热并不会使饺子更快煮熟；这是因为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.
1. 要煮熟饺子，是需要一定时间的，加大火力可以加快水的沸腾，那么水沸腾后持续大火加热是否会使饺子更快煮熟呢？
思考
建议1：煮饺子时，水沸腾后，应将大火改为小火.
并不是，水太多时会导致加热时间较长，造成水和燃料的浪费.
2. 煮饺子时，锅中的水越多越好吗？
思考
建议2：煮饺子时，锅中加入适量的水即可，要求刚放入时饺子能浸没在水中.
3. 100 ℃的水蒸气烫伤比相同温度的热水烫伤更严重，这是为什么？
100 ℃的水蒸气液化变成相同温度的热水过程中会放出大量的热，会对人体造成第一次烫伤，而100℃的热水由于与人体温度存在温差，还会持续放热，对人体造成二次创伤，因此100 ℃的水蒸气烫伤要比相同温度的热水烫伤更严重.
那么水沸腾时，如何打开锅盖才能防止被水蒸气烫伤皮肤呢？
思考
建议3：打开锅盖时，将锅盖远离人体的一侧抬高，靠近人体的一侧放低一些，使水蒸气冲出远离人体的一侧.
1. 避免与水蒸气直接接触；
2. 若不慎被烫伤时，应立即用凉水冲洗对伤口进行持续冷却降温，直到疼痛减轻，然后再对伤口进行处理，如用干净、柔软的干纱布轻轻覆盖受伤部位等；若严重时在降温后进行简单包扎，然后迅速前往医院就诊.
×
固态
液态
凝固
自制果冻
点击播放视频
现象：
冷却速度过快可能会导致果冻表面开裂或内部结构不均匀，我们可以如何操作进行避免呢？
思考
在室温下先放置一段时间，让温度缓慢降低，再放入冰箱中继续凝固.
拓展
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问题提出具体的改进建议. 进一步说明这些建议是怎样优化烹饪过程或解决安全隐患的，并解释这些建议的科学依据. 还可以撰写一篇观察报告，从物理学的视角分析物态变化规律在烹饪过程中所起的作用，总结认识体会.
任务3
结合改进建议进行实施操作并评估其结果
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.
在家中实验前，请确保你处于安全的操作环境中，并能正确使用各种厨具，家中还应有成年人在场，操作时须注意避免烫伤！
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.
展示交流：
1. 生活处处有物理，留心观察皆学问，以下对厨房中有关物理现象的解释正确的是(　　)
A. 打开电冰箱门时，发现大量“白气”，这是凝华现象
B. 用湿手拿冰箱里的冻肉时，手会被冻肉“粘住”，是因为手上的水凝华
放热的缘故
C. 胡萝卜放久了会变蔫，属于汽化现象
D. 手沾冷水再去拿锅中的热馒头不会太烫，是因为水蒸气液化吸热
随堂练习
C
“白气”是液态的小水滴，是水蒸气遇冷液化形成的
×
√
手上的水凝固变成冰
胡萝卜中的水分变成水蒸气，属于汽化现象
×
×
水汽化成水蒸气的过程吸热
2. 火锅是许多人喜爱的美食，光滑细嫩的冻豆腐是涮火锅的必备，它经冷冻再解冻以后，会出现许多小孔，小孔产生的原因是豆腐里的水_______
_______(选填“先凝固后汽化”“先汽化后凝华”或“先凝固后熔化”)而形成的. 此时，端上来的一盆海鲜，仙雾缭绕，这是利用干冰______吸热.
先凝固
后熔化
豆腐冷冻时水分凝固为小冰晶，同时体积变大，这些小冰晶将整块豆腐挤压成蜂窝形状；待豆腐解冻后，小冰晶熔化为水，就留下了很多小孔
干冰升华吸热，使周围温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴就是看到的“雾”
升华
3. 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，根据小文的发现你可以确定____(选填“甲”或“乙”)是火焰熄灭前的情景. 你的理由是:___________________________________________.
乙
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
炉火熄灭前周围温度较高，水蒸气不易液化
甲
乙
谢谢
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