Q3:大豆做豆腐的过程是物理变化还是化学变化?
答:
大豆制作豆腐的过程,既有物理变化,也有化学变化。
我们来了解一下大豆变豆腐的基本过程。大豆需要经过浸泡、磨浆、煮浆、凝固等步骤,最后经过压制成型,成为我们熟悉的豆腐。在这个过程中,大豆中的蛋白质、油脂等天然成分会发生一系列复杂的物理化学变化。
物理变化方面,大豆在浸泡和磨浆过程中,主要是水的渗入和机械研磨,这些过程并没有改变大豆的化学成分,只是物质的状态和形状发生了变化。而煮浆的过程中,虽然豆浆会受热膨胀,但主要的成分并未发生变化。
化学变化方面,主要是在凝固阶段。豆浆中的蛋白质经过凝固剂的作用,发生了蛋白质凝固反应,形成了豆腐的主体结构。这一阶段是明显的化学变化。制作豆腐的过程中既有物理过程(如研磨、加热)也有化学反应(如蛋白质凝固)。大豆做豆腐的过程是物理变化和化学变化的综合结果。
参考资料:豆腐制作工艺流程及相关化学原理研究。超音速飞行的飞机飞行员能听到飞机发动机的声音,这取决于声音的传播方式。对于这个问题,我们来一一分析这两种观点。
观点一认为声音被甩出去了,飞行员听不到。这是因为在超音速飞行时,飞机的速度超过了声音的传播速度。确实,在飞机外部,声音无法立即传播到飞行员所处的位置,因为飞机在移动时,它所经过的区域声音的传播需要时间。飞机的内部空间并不受这种限制。
然后,观点二提到飞机内部空气与发动机保持相对不动,声音可以传播过来。这是正确的。尽管飞机的速度极快,但在飞机的机舱内,空气是与飞行员一起移动的。这意味着飞机内部的空气并不与飞机表面产生相对运动。发动机的声音可以在飞机内部正常传播,飞行员能够听到发动机的声音。飞机的隔音设计是为了减少飞行员受到的噪音影响,但并不能完全隔绝声音。
飞行员在超音速飞行的飞机上能听到发动机的声音。这是因为飞机内部的空气是与飞行员共同移动的,使得声音能够在机舱内正常传播。虽然外部声音可能因为超音速飞行而无法立即传播到飞机所在位置,但飞行员仍然可以通过飞机内部的传播途径听到发动机的声音。对于这个问题,很多人可能会误以为是因为热水蒸发快,所以导致结冰快。但事实上,热水结冰快的现象并不完全是因为蒸发。
姆潘巴效应是一个引人入胜的物理学现象。当我们在同等初始质量和同等冷却条件下对比热水和冷水时,会惊奇地发现,热水会比冷水更快结冰。这一现象背后的原因涉及到多个因素。
我们来理解一下蒸发的作用。蒸发确实是一个影响因素,因为它可以从液体表面吸收热量,有助于降低液体的温度。仅仅依靠蒸发并不能完全解释热水为何结冰快。
更重要的是,姆潘巴效应还涉及到其他因素,如水的过冷状态、对流和杂质的影响等。在热水中,由于温度差异引起的对流更加剧烈,这有助于水分更快地分散并降低整体温度。热水中的溶解气体和杂质可能在冷却过程中起到催化作用,影响结冰速度。
虽然蒸发在一定程度上影响了热水结冰的速度,但真正导致热水结冰快的原因是多因素的结合效应。姆潘巴效应是一个复杂的物理现象,涉及多个因素共同作用的结果。当我们讨论热水为何结冰快时,我们应该认识到这是一个复杂的问题,不能简单地将之归因于蒸发。关于姆潘巴效应的独特性质,它揭示了系统存在的历史依赖性,我们通常称之为“记忆效应”。如果我们仅从当前状态看,热水在冷却后应该达到冷水的初始状态,然后两者以相同的速度继续降温。但姆潘巴效应告诉我们,热水实际上比冷水结冰更快。
对于这一令人困惑的现象,科学家们给出了多种解释。一种观点认为,蒸发作用在这个过程中起到了关键作用。当热水降温时,由于蒸发作用,它的质量会减少,当它的温度降至与冷水相它的质量已经小于冷水。之后,热水会以更快的速度继续降温至冰点。如果实验是在敞口容器中进行,这种解释是有一定道理的。但在严格的实验条件下,蒸发效应并不能完全解释姆潘巴效应。
另一种解释涉及到液体的过冷现象。当液态水被放置在光滑容器中时,它很容易处于过冷状态,即使温度低于冰点,它仍然可以保持液态。这是因为缺乏凝结核。热水在冷却过程中,由于其内部更大的温度梯度,更容易形成形核和结晶。而冷水在冷却时,内部的对流和涨落较弱,更容易出现过冷状态。
关于姆潘巴效应,由于其涉及到微观、介观和宏观现象,至今尚无一个被广泛接受的解释。甚至在某些实验中,其可复现性也受到质疑。姆潘巴效应的核心——历史依赖的冷凝捷径,已经在更广泛的情境和领域中得到证实和应用。
参考文献:
1. Lu, Z., Raz, O. (2017). Nonequilibrium thermodynamics of the Markovian Mpemba effect and its inverse ^马尔可夫姆潘巴效应^ 。
2. Carollo F, Lasanta A, Lesanovsky I. Exponentially accelerated approach to stationarity in Markovian open quantum systems through the Mpemba effect ^量子姆潘巴效应^ 。
作者乐在心中为我们了“热水结冰快骗局”背后的原理以及热水比冷水结冰快的原因。这一现象的深入研究将有助于我们理解自然界的奥秘。编辑穆梓整理发布此文的目的在于激发读者对科学的好奇心和精神。让我们一起未知的世界吧!期待更多的读者关注和参与科学的和交流!