核心概念
物理学
化学
固体
液体
旋转
引言
你是否曾在冰箱里发现一个鸡蛋,并想知道它是生的还是熟的?尽管鸡蛋在煮熟时其内部会发生巨大变化,但如果不打破蛋壳,仍然很难区分熟鸡蛋和生鸡蛋。在这个活动中,你将发现物理学如何帮助你区分它们!
背景知识
鸟蛋包含一个被膜包裹的蛋黄,周围是透明的液体(蛋清,或蛋白)——所有这些都包装在一个坚硬的蛋壳中。蛋清主要由漂浮在水中的蛋白质组成。蛋黄含有蛋白质、一些脂肪、水以及鸡蛋中大部分的维生素和矿物质。
关于支持科学新闻
如果你喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业 订阅。通过购买订阅,您将帮助确保未来能够发布关于当今塑造我们世界的发现和想法的有影响力的故事。
在煮熟之前,蛋清和蛋黄是液体;它们的粒子不会粘在附近的粒子上,而是互相沿着彼此流动。蛋黄与蛋清被一层膜隔开,但这层膜两侧的粒子可以自由移动。
当鸡蛋被加热时,这些液体会发生化学变化。蛋白质会解开并相互结合,从而形成一个捕获水的蛋白质网络。在此期间,蛋黄和蛋清会变成凝胶状的柔性固体。当鸡蛋冷却时,键会变得更加坚硬,内容物也会变成固体。这些内容物的形状以及它们在鸡蛋内的质量分布会固定下来。
蛋壳主要由碳酸钙组成。将其放入沸水中时不会发生变化。尽管蛋壳上有允许空气和其他小颗粒通过的孔,但在烹饪过程中几乎没有物质交换。这种安排意味着鸡蛋的质量不会发生显着变化。
因此,如果你把鸡蛋带壳煮熟,它的外观不会改变——它的质量也不会改变。如何在不打破蛋壳的情况下判断鸡蛋是生的还是熟的?尝试一下这个活动来找出答案!
材料
六个大小和颜色相似的生鸡蛋(处理生鸡蛋后务必用肥皂和温水彻底洗手)
平底锅
炉子(请小心使用,并请成年人帮助你使用炉子和处理本活动中的热物品)
水
计时器
漏勺
碗
铅笔
一张纸
准备
将冷水倒入碗中。
将三个鸡蛋放入平底锅中,并加入足够的水,使其覆盖鸡蛋约半英寸。请成年人帮助你将平底锅放在炉子上并打开炉灶。
将水加热至沸腾并保持沸腾七分钟。你认为鸡蛋在这段时间里会发生什么变化?
关闭炉灶。
请成年人帮助你使用漏勺小心地从热水中逐个取出每个鸡蛋,然后放入冷水碗中,同时小心不要将其打碎。让鸡蛋完全冷却。
用铅笔在三个仍然是生的鸡蛋上做一个小标记。保持标记不显眼,因为这会更容易以公正的方式测试你的想法。
将生鸡蛋与熟鸡蛋放在一起。这样做可以确保当你开始测试时,所有鸡蛋都处于相同的温度。
步骤
选择一个生鸡蛋并将其打在盘子上。生鸡蛋的内容物看起来如何?(处理生鸡蛋后务必洗手)。
用一个熟鸡蛋重复第一步。熟鸡蛋的内容物与生鸡蛋有何不同?
本活动的目标是找到一种可以识别鸡蛋是熟的还是生的方法,而无需打破蛋壳。你有什么想法?
从剩下的四个未打碎的鸡蛋中选择一个熟鸡蛋和一个生鸡蛋。现在将另外两个鸡蛋放在一边。
如果你发现两个鸡蛋之间有差异(除了你的标记),请将其记在纸上。
观察鸡蛋,闻一下它们,然后用手称重。其中一个看起来是否不同,闻起来是否不同,或者看起来比另一个重?
轻轻地用铅笔敲击熟鸡蛋并聆听。然后用生鸡蛋做同样的事情。你能听到有什么不同吗?
将鸡蛋逐个靠近你的耳朵摇晃。你能听到哪个是生的吗?
将一个鸡蛋放在尖端上并旋转它。尝试几次后再换另一个鸡蛋。一个是否比另一个更容易旋转?
执行任何其他测试或寻找你能想到的任何其他区别特征(除了你的标记)。
查看你的笔记。你发现差异了吗?如果是,你认为这些差异的出现是因为其中一个鸡蛋是熟的,而另一个不是吗?为什么?
如果你发现生鸡蛋和熟鸡蛋之间存在一个或多个差异,请进行测试以查看它们是否也出现在你的最后一对鸡蛋中。在进行测试时,尽量不要看生鸡蛋上的小标记。这些差异是否也能区分这对鸡蛋中的生鸡蛋和熟鸡蛋?
如果你发现一个适用于两对鸡蛋的差异,你认为它可以区分所有熟鸡蛋和生鸡蛋吗?你认为这种差异是如何发生的?
清理
处理生鸡蛋后务必用肥皂和温水洗手。如果你的鸡蛋存储和处理得当,你可以吃煮熟的鸡蛋——也可以煮你的生鸡蛋。
观察和结果
在尝试将鸡蛋在尖端旋转之前,可能无法区分生鸡蛋和熟鸡蛋。即使很难旋转熟鸡蛋,但旋转生鸡蛋可能要困难得多。
当你煮鸡蛋时,内部会变成固体。然而,这种转变不会从外部改变鸡蛋的外观、气味或声音。
但是你可以通过将它们在尖端旋转来区分熟鸡蛋和生鸡蛋:熟鸡蛋更容易旋转。因为熟鸡蛋的内部是固体的,所以其内部的粒子无法相对于彼此或蛋壳移动。因此,所有内部粒子都与蛋壳一起一致移动。然而,在生鸡蛋中,内部仍然是液体的。构成液体的粒子可以彼此分开并与蛋壳分开滑动和移动。当你旋转生鸡蛋的蛋壳时,里面的液体不会立即开始旋转——它需要一些时间来“追上”,并且蛋壳和液体之间的摩擦会减慢旋转运动。因为通过加快旋转速度更容易使鸡蛋在尖端保持平衡,所以熟鸡蛋比生鸡蛋更容易保持平衡。熟鸡蛋的内部不那么晃动也有帮助,因为它不会单独移动,并且其质心是固定的。
更多探索 瓶子翻转的物理学,来自大众科学 用橡皮筋玩呼啦圈,来自科学伙伴
塑造煮鸡蛋,来自科学伙伴
软煮科学:烹制完美的鸡蛋,来自大众科学 儿童 STEM 活动,来自科学伙伴
本活动由科学伙伴合作提供
