Завтрак с физикой
Ваши энергозатраты можно рассчитать и предугадать. Зная расписание уроков, можно приготовить калорийный завтрак для ума.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 prezentatsiya1.pptx | 1.46 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
1. Введение 1.1 Актуальность темы проекта 3 1.2 Цели и задачи исследовательской работы 3 2. Теоретический материал для исследовательской работы 2.1 Физические основы выбора свежих яиц 4 2.2 Физические процессы при варке яиц 4 2.3 Рецепты физической яичницы 5 2.4. Кипячение молока – сложный физический процесс 6 2.5 Приготовление бутербродов физическим ножом 6 3. Практическая часть 3.1 Расчет энергетического запаса завтрака 7 4. Итоги работы 8 5.Список источников и использованной литературы 8 6. Приложения 9-10
1. Введение Каждый хочет прожить долгую жизнь и не болеть. Но как этого добиться? Ведь на продолжительность жизни и здоровье человека влияет множество факторов. Некоторые из них не поддаются нашему контролю, например, генетическая предрасположенность к некоторым заболеваниям, загрязнение окружающей среды, различные природные катаклизмы и несчастные случаи. Но часто люди сами сокращают свою жизнь или бездумно тратят свое здоровье на сомнительные сиюминутные удовольствия, за которые потом придется расплачиваться плохим самочувствием, болезнями и преждевременной старостью. Именно эти факторы мы вполне можем преодолеть, придерживаясь здорового образа жизни. Здоровый образ жизни начинается, прежде всего, со здорового питания. В организации рационального питания большую помощь могут оказать знания из области физики.
Актуальность проекта : Утро каждого человека начинается с завтрака. Процесс приготовления завтрака ни у кого не вызывает затруднений. Яичница, чашка кофе и бутерброд – что может быть проще? Но вряд ли кто-то, особенно по утрам, задумывается о том, что завтрак должен быть правильно организован и максимально полезен для нашего организма.
Цель проекта : Установление связи количества энергии, поступающей с пищей, с энергетическими затратами организма в процессе жизнедеятельности
Задачи проекта : Изучить литературу по данной теме. Объяснить физический смысл следующих процессов: варки продуктов; жарки продуктов; кипячения жидкостей. Сравнить количество энергии, полученной организмом во время завтрака, с количеством энергии, затраченной на различные виды деятельности. На основе проведенных исследований сформулировать основные принципы рационального питания. Предмет исследования : пищевые продукты для приготовления завтрака. Объект исследования : физические процессы приготовления пищи. Методы исследования : сравнительно-аналитический, частично-поисковый, экспериментальный.
2. Теоретический материал для исследовательской работы 2.1 Физические основы выбора свежих яиц. Яйца – питательный пищевой продукт, обладающий нежным и приятным вкусом. В белке яйца содержится весь комплекс жизненно важных питательных веществ. Наиболее ценная часть яйца – желток, он богат не только белками, жирами, минеральными веществами, но и витаминами. Куриные яйца в зависимости от срока хранения подразделяют на диетические (срок хранения до 7 суток) и столовые (срок хранения от 7 суток до 30 суток).
Очень важно, чтобы яйца были свежими. Для определения их доброкачественности можно использовать несколько способов. Просвечивание . У свежего яйца белок легко просвечивается, а желток слабо заметен; недоброкачественные яйца не просвечиваются. Погружение в воду . В стакан наливают воду и растворяют 1 столовую ложку соли, осторожно опускают туда яйцо. Качество определяют по положению яйца. Объяснить наблюдаемое явление можно следующим образом: несвежее яйцо как бы «усыхает», жидкость из него испаряется, и оно становится легче.
Существует несколько способов для того, чтобы отличить сырое яйцо от вареного. Нужно разобраться в физической сути этих способов. Нужно положить яйцо на стол и вращать вокруг вертикальной оси. Вареное яйцо будет вращаться быстрее, чем сырое. Почему? Вареное яйцо вращается как одно целое; сырое же состоит из отдельных жидких частей: желтка и белка. При вращении сырого яйца эти части обладают разной линейной скоростью: чем дальше от оси вращения, тем эта скорость больше; поэтому между частями яйца возникает внутреннее трение, тормозящее движение. Опустить яйца в соленую воду, и если они одинакового размера, то сырое яйцо будет плавать на большей глубине, чем вареное. Оригинальный способ. Нужно укрепить на столе все яйца. Затем из ружья выстреливать в них по очереди. В вареных яйцах останется узкий след от пролетевшей пули, а сырые разлетятся на куски во все стороны. Вряд ли кто-то пользуется этим способом, но интересна причина такого разного влияния и действия пули на сырые и вареные яйца. При попадании пули в сырое яйцо, давление, оказываемое на его жидкое содержимое, будет передаваться по закону Паскаля во все стороны без изменения.
Полезный совет : яйца нельзя хранить в холодильнике больше двух недель. Но если обернуть каждое яйцо в бумагу и раз в неделю их переворачивать, они сохранятся значительно дольше. Выбрав яйца, начинаем готовить завтрак.
2.2 Физические процессы при варке яиц. В какую воду нужно класть сырые яйца? В холодной воде нагревание происходит постепенно, а в кипящей может треснуть скорлупа яйца, как тонкостенный стакан. При большой разности температур (комнаты и кипятка) вещество внутри яйца расширяется при нагревании очень быстро, и трескается скорлупа. Как этого избежать? Чтобы яйцо не треснуло при опускании в кипяток, нужно положить яйцо на металлическую ложку и медленно погружать его с ложкой. Яйца варим от 4 до 10 минут. (Приложение 2). После того, как прошло время, отведенное для варки яиц, опускаем их в холодную воду. Зачем? Скорлупа при быстром охлаждении резко сокращает свои размеры, и в ней образуются микротрещины, которые облегчают процесс снятия скорлупы.
Полезный совет : На скорлупе яиц могут быть микробы, поэтому, прежде чем разбить яйцо, его моют.
2.3 Рецепты физической яичницы . Почему мы жарим на масле, а не на воде? Необходимо выяснить, чем отличается процесс варки от процесса жарки.
Когда мы варим , продукты нагреваются до температуры кипения воды, то есть до 100◦С или чуть более, если добавить соли. Вода выступает с одной стороны как среда, обеспечивающая постоянство 100-градусной температуры, с другой - она ограничивает соприкосновение со стенками сосуда. При варке мы нагреваем продукты для их размягчения, стремясь этим существенно улучшить усвоение пищи. Белки и крахмал становятся более податливыми. Этот процесс изменяет микроструктуру продуктов, изгоняет из них летучие вещества. Иным становится запах продуктов, меняется их внешний вид и объём, продукты адсорбируют воду.
Когда мы жарим , продукты находятся в масле, то есть в жидкой среде, температура которой может быть, около 300◦ С. При такой высокотемпературной обработке существенное значение приобретает процесс окисления продукта. Жареная пища, поэтому приобретает иной вкус, жидкость из нее испаряется. Почему же мы все-таки жарим на масле, а не на воде? Вода, попадая на раскаленную сковороду, температура которой выше 100◦ С, начинает мгновенно испаряться на сковороде, образуя множество капелек-шариков воды, каждый из которых содержит некоторое количество растворенного в ней воздуха. Вследствие нагрева давление внутри шариков возрастает, они лопаются. Разрыв сопровождается возникновением ударной волны, которую мы воспринимаем как треск и шипение. Когда мы наливаем масло на разогретую до 300◦ С сковороду, мы наблюдаем такое же явление, но при более высокой температуре.
Полезный совет : Яичница, поджаренная на слабом огне, намного вкуснее поджаренной на сильном.
2.4. Кипячение молока – сложный физический процесс . Процесс кипячения молока сопровождается интенсивным и резким увеличением объема, в результате чего мы говорим, что молоко «бежит». Молоко – это ценный пищевой продукт. Оно содержит сахар, белки, жиры, минеральные вещества, витамины, ферменты. Сравним процесс кипения воды и молока. Сначала молоко, как и вода, нагревается в кастрюле благодаря конвекции – перемешиванию теплых и холодных масс. Наличие определенного количества жира в молоке приводит к образованию маслянистой пленки. При нагревании растворенный в молоке воздух расширяется и поднимается вверх в виде пузырьков. Внутри каждого пузырька происходит испарение жидкости. С повышением температуры и по мере приближения ее к температуре кипения давление внутри пузырька увеличивается настолько, что, когда оно становится равным атмосферному давлению (или чуть превышает его), пузырек лопается, и воздух выходит наружу.
Маслянистая пленка на поверхности для пара непроницаема, поэтому пар, вырвавшийся из пузырьков, заставляет ее подниматься. Молоко как бы разбухает, увеличивается в объеме и «убегает», переливаясь через край кастрюли.
Полезные советы : Молоко лучше кипятить в алюминиевой посуде. Чтобы молоко не пригорало, кастрюлю предварительно ополаскивают холодной водой. В пригоревшее молоко можно бросить щепотку соли – от этого вкус его восстановится. Хранить молоко следует в фаянсовой, глиняной, стеклянной или эмалированной посуде в холодном темном месте. На ярком свету молоко теряет витамины и другие питательные вещества.
2.5 Приготовление бутербродов физическим ножом. Хлеб занимает основное место в питании человека. Замечательным свойством хлеба является то, что он никогда не приедается, хорошо усваивается и очень сытный. Хлеб – один из самых полезных продуктов; он содержит большинство незаменимых питательных веществ, без которых невозможна нормальная жизнедеятельность. Хлеб употребляют в пищу, даже когда он зачерствеет. Из хлеба можно приготовить различные бутерброды, а из черствого хлеба – гренки и другие вкусные блюда. Попробуем нарезать хлеб острой и тупой стороной ножа. Тупой стороной ножа резать трудно. Почему? Сила давления одна и та же, а площадь опоры разная. Чем больше площадь опоры, тем больше нужно оказывать давление, поэтому проще и удобнее резать острой частью ножа.
Полезный совет : Чтобы хорошо наточить ножи, их помещают в слабый раствор соли на 30-40 минут, затем точат, не вытирая. Намажем ломтики батона маслом, выложим их на тарелку. Завтрак готов. И сделано это не без участия физики.
3. Практическая часть. 3.1 Расчет энергетического запаса завтрака. Когда завтрак будет съеден, каждый получит в запас определенное количество энергии для своей внутренней энергетической установки. И этот запас энергии можно подсчитать, пользуясь таблицей «Удельная теплота сгорания q некоторых пищевых продуктов» и формулой для расчета количества теплоты, выделяющейся при сгорании (окислении) веществ : Q=q · m
1. Для приготовления бутерброда потребовалось 100 г. батона и 20 г. сливочного масла. При окислении этих продуктов в организме, выделяется энергия: QБ = 10 470 · 103 Дж/кг · 0,1кг = 1 047 ·103 Дж = 1 047 кДж QСМ = 32 700 · 103 · 0,02 кг = 654· 103 Дж = 654 кДж
2. Во время завтрака выпили 1 стакан молока: V = 250 см3 = 0,000 250 м3; ρ = 1 030 кг/м3; m = ρ · V = 1 030 кг/м3· 0,000 250 м3 = 0,2575 кг. [1] QМ = 2 800 · 103 Дж/кг · 0,2575кг =721 · 103 Дж = 721 кДж
3. Для приготовления яичницы потребовалось 2 яйца, масса каждого 50,5 г. При окислении этих продуктов в организме, выделяется энергия: QЯ =6 900 · 103 Дж/кг · 0,101 кг = 696,9 · 103 Дж/кг = 696,9 кДж
В сумме запас энергии составит 3 118,9 кДж. На что может быть потрачена эта энергия? Расход энергии зависит от роста, веса, возраста и образа жизни человека. Например, ученик массой 45 кг расходует на ходьбу по ровной дороге 828 кДж энергии на подъем на 3 этаж школы – 10,15 кДж энергии на физическую зарядку – 927 кДж энергии на выполнение лабораторной работы – 301,5 кДж энергии на чтение про себя – 243 кДж энергии. Всего: 2 309,65 кДж.
Таким образом, уже после первого урока большая часть энергии, полученной за завтраком, будет растрачена и ученику придется идти в буфет, чтобы пополнить запасы энергии.
Выводы : Количество энергии, поступающей с пищей, должно соответствовать энергетическим затратам организма в процессе жизнедеятельности. Пища должна удовлетворять потребности организма в количественном и качественном составе и соотношении питательных веществ, необходимых для полноценной жизни и здоровья человека. Режим питания должен быть организован так, чтобы организм получал порции энергии и питательных веществ только по мере необходимости, успевал справляться с работой по переработке пищи и выводу отходов, имел возможность и время отдохнуть и восстановиться.
Список литературы 1. Физика. 7 кл .: учебник для общеобразовательных учреждений / А.В.Перышкин .- 9-е изд., стереотип. - М.: Дрофа,2005. 2. Физика. 8 кл .: учебник для общеобразовательных учреждений / А.В. Перышкин . – 5-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2005. 3. А.С. Енохович Справочник по физике и технике: Учебное пособие для учащихся – 3-е издание переработанное и дополненное – М.: Просвещение, 1989. 4. Технология: учебник для учащихся 5 класса общеобразовательных учреждений (вариант для девочек). – 3-е изд., перераб . /Под ред. В.Д. Симоненко.- М.: Вентана-Граф , 2007. 5. Кулинария на каждый день / Редактор-составитель: Л.Б. Дайлидко ; Художник: О. Карпович .- Мн.: ООО « Сэр-Вит »,1996. 6. 260 полезных советов./ Составитель А.И. Демченко, Г.Ю. Демченко. – Саратов,1990.
Спасибо за внимание!
Астрономы наблюдают за появлением планеты-младенца
Волшебные звуки ноктюрна
Рисуем лошадь акварелью
Заяц, косач, медведь и весна
И тут появился изобретатель