春節來了,煮餃子、放孔明燈,但你知道它們的科學原理嗎?

超弦 發佈 2020-01-24T05:23:37+00:00

2020年春節正式開啟,許多小夥伴已經迫不及待開始了春節的活動!​春節來臨,家家戶戶煮起了餃子,放起了鞭炮、升起了孔明燈,花樣繁多,別開生面。

2020年春節正式開啟,許多小夥伴已經迫不及待開始了春節的活動!在這裡先祝大家春節快樂,新的一年,新的氣象!

春節來臨,家家戶戶煮起了餃子,放起了鞭炮、升起了孔明燈,花樣繁多,別開生面。這些傳統習俗是我國重要的文化傳承,代表著我國古代的智慧結晶,春節是個歡樂祥和、合家團圓的節日,也是人們抒發對幸福和自由嚮往的狂歡節和永遠的精神支柱。過節前,別井離鄉的人們都儘可能地回到家裡和親人團聚,共享天倫之樂。節日的熱烈氣氛不僅洋溢在各家各戶,也充滿各地的大街小巷,一些地方的街市上還有舞獅子游花市、逛廟會、耍龍燈、演社火等習俗。但是其中一些習俗其實和科學息息相關,比如孔明燈、鞭炮、餃子等等。

孔明燈

說起孔明燈,可以說是家喻戶曉,它的歷史悠久,相傳它是由三國時的諸葛孔明所發明,當年,諸葛孔明被司馬懿圍困於平陽,無法派兵出城求救。孔明算準風向,製成會飄浮的紙燈籠,系上求救的訊息,其後果然脫險,於是後世就稱這種燈籠為孔明燈。另一種說法則是這種燈籠的外形像諸葛孔明戴的帽子,因而得名。那麼孔明燈為什麼會上浮呢?

孔明燈上浮的原因其實我們在上課的時候有學到,我們知道孔明燈裡面有蠟燭,點燃燃料燃燒使周圍空氣溫度升高,從而導致孔明燈內部空氣的密度減小上升,從而排出孔明燈中的空氣,使自身重力變小,這時候空氣的密度較大,空氣對它形成的浮力把它託了起來。不過一般升孔明燈時,開始需要人往上助力,使孔明燈有一個向上升的動能,抵消初期的勢能。上去後,隨著熱空氣越來越多,就可以飛得更高。當然,等燃料用盡之後,孔明燈的內部空前逐漸和外界趨於平衡,最終也會落下。

鞭炮

鞭炮對於人們再熟悉不過了,鞭炮的歷史可以追溯到2500年前,當時的鞭炮是作驅神退鬼之用,並不是作為喜慶之物。不過到了後來,鞭炮的用途逐漸演變,成分也不斷變化。花樣更多,至今現代,鞭炮已經成為了逢年過節的必備之物。那麼鞭炮的原理到底是什麼呢?

首先我們看一下鞭炮的構造,鞭炮是用紙卷將火藥及氧化劑緊緊地卷在中間,底部用泥土或其它粘結劑封實,頭部用易燃藥做成引線。炮竹的主要成分是黑火藥,即硫黃、木炭粉、硝酸鉀,有的還含有氯酸鉀。當點燃引線,火藥被引燃後燃燒,發生如下化學反應:

2KNO3+ S + 3C = K2S + N2↑+ 3CO2↑,硝酸鉀分解放出的氧氣,使木炭和硫黃劇烈燃燒,瞬間產生大量的熱和氮氣、二氧化碳等氣體。在氧化劑的助燃下,內部燃燒非常劇烈,體積突然膨大數百倍,產生的壓力足以脹破紙卷,使紙卷突然爆裂,引起空氣劇烈動盪,產生了爆炸聲.這就是鞭炮爆炸的原理所在。

煮餃子

說完玩的,我們再說吃的。我們春節在煮餃子的時候有沒發現一個好玩的現象。在煮水餃的時候,生的沉在鍋底,但煮一會後,熟了就浮起來了,為什麼?

其實這就是熱脹冷縮原理,和孔明燈有異曲同工之妙。生餃子倒下鍋以後,它的比重比水要大,所以就沉下去了。著爐子的加熱,鍋中的水和餃子都慢慢地熱起來了。餃子內部受熱膨脹,體積變大,但是此時餃子的重量並未增加,而體積增大以後,單位體積的重量就減小了,根據阿基米德原理,浸沉在水中的餃子會減輕重量,減輕的重量與和它同體積大小的水的重量相等,因此水餃就會上浮使之達到平衡。當然,如果有些包的不嚴的餃子自然就不會上浮,因為空氣不會壓縮在餃子皮內,自然也無法膨脹。

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