物理与食物
物理学与日常生活的关联
物理学与日常生活的关联
物理学与日常生活密切相关，几乎每个方面都涉及到物理学原理。
以下是几个例子：
动力学：物理学中的运动学和力学原理用于解释和预测物体的运动。
这些原理在交通工具的设计和运行中起着重要作用，例如汽车加速和制动，飞机的起飞和降落，以及运动设备的设计和安全。
热学：热学研究物体和能量之间的相互作用。
我们日常生活中常常遇到热学的应用，例如烹饪食物、恒温调节和空调系统的运行。
光学：光学是研究光的行为和性质的学科。
它解释了我们如何看到物体、光的折射和反射以及镜片和透镜的工作原理。
光学在眼镜、相机、望远镜和显微镜等设备的设计和制造中起着关键作用。
电学：电学是关于电流、电磁场和电荷行为的研究。
电学应用广泛，包括电力传输和分配、电子产品的设计、通信技术、家庭电器以及电动车和太阳能电池板等可再生能源设备。
声学：声学研究声音的产生、传播和接收。
它涉及到音乐、声音隔离、建筑设计、音频设备、语音通信等领域。
这些只是物理学在日常生活中的一小部分应用。
物理学在很多方面都起着关键作用，帮助我们理解和改善我们周围的世界。
物理与烹饪研究物理在烹饪过程中的应用和原理
02
热力学在烹饪中的应用
温度对食材的影响
蛋白质变性
高温会使蛋白质变性，从而改变其结构和口感。例 如，煮鸡蛋时，蛋白质会在高温下凝固。
脂肪融化
随着温度的升高，脂肪会融化并释放出香味，增加 菜肴的风味。
糖分焦化
在高温下，食材中的糖分会发生焦化反应，产生独 特的香味和色泽。
热量传递方式
80%
热传导
热量通过直接接触从高温物体传 递到低温物体。在烹饪中，热传 导通常发生在锅具和食材之间。
力学与搅拌
搅拌是烹饪中常用的操作，涉 及力学原理。适当的搅拌可以 使食材均匀混合，促进化学反 应的进行，如和面、打蛋等。
光学与色泽
食物的色泽是评价其质量的重 要指标之一。光学原理在烹饪 中的应用主要体现在食材的切 割和搭配，以及烹饪过程中色 泽的变化控制。
声学与烹饪
尽管声学在烹饪中的直接应用 较少，但某些特殊的烹饪方法 ，如超声波烹饪，利用声波的 能量来加速食材的加热和熟化 过程。
微波加热
微波炉利用微波的振荡使得食物内部 的水分子产生摩擦热，从而实现快速 、均匀的加热。这种加热方式在烹饪 中广泛应用于快速烹饪、解冻和翻热 食物。
电磁炉等电炊具的工作原理
电磁炉工作原理
电磁炉通过电磁感应原理，在灶面下的线圈中产生交变磁场，使得灶面上的铁质锅具产生涡流而发热。电磁炉具 有高效、安全、环保等优点。
物理与烹饪研究物理在烹饪过 程中的应用和原理
汇报人:XX
2024-01-15
目
CONTENCT
录
• 引言 • 热力学在烹饪中的应用 • 力学在烹饪中的应用 • 光学在烹饪中的应用 • 声学在烹饪中的应用 • 电学在烹饪中的应用 • 总结与展望
物理趣味小知识为什么电磁炉可以加热锅内食物
物理趣味小知识为什么电磁炉可以加热锅内食物物理趣味小知识：为什么电磁炉可以加热锅内食物在现代生活中，电磁炉成为了居家烹饪的一种常见和便捷的方式。
然而，你是否好奇过电磁炉是如何能够通过加热锅内的食物呢？这背后隐藏着一些有趣的物理原理。
本文将为你揭开电磁炉加热锅内食物的奥秘。
一、电磁感应现象要了解电磁炉的工作原理，我们首先需要了解电磁感应现象。
电磁感应是指当导体中的磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
而根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量变化速率成正比。
如何引起磁通量变化呢？二、交变电流生成磁场在电磁炉中，主要是通过交变电流产生的磁场来加热锅内的食物。
当我们将电磁炉打开时，电源会供给电流进入电磁炉控制器。
控制器将电流传递给线圈，线圈是隐藏在电磁炉下方的一种线圈结构。
通过高频振荡，交变电流通过线圈，进而产生变化频率很高的磁场。
这个磁场会穿过电磁炉上方的玻璃面板和锅底，作用于锅底面，产生涡流。
三、涡流的生成涡流是一种旋涡状的电流，在电磁炉中是由磁场诱导产生的。
当交变磁场通过锅底面时，会在锅底面上产生涡流。
根据洛伦兹力定律，涡流受到的力会导致涡流内部电子发生运动。
这个运动的结果就是电子与周围分子发生碰撞，从而产生热量。
四、锅底和食物的加热涡流持续地在锅底表面产生，产生的热能主要通过导热的方式传递给锅底，使锅底温度升高。
当锅底升温后，锅底与食物接触的部分会通过热传导的方式将热量传递给食物。
五、优势和不足电磁炉的加热方式相比传统燃气炉有一定的优势，首先，电磁炉加热锅底的效率更高，因为涡流的形成和热传导的过程非常迅速。
其次，电磁炉加热时没有明火，减少了燃气泄漏的风险，更加安全。
然而，电磁炉的加热效果与锅底的材质有关，一些铝制或者不适宜导热的锅具可能会影响加热的效果。
六、结语通过电磁感应现象和涡流的生成，电磁炉能够将电能转化为热能，加热锅内食物。
电磁炉作为一种快速、高效、安全的烹饪设备，已经在现代生活中扮演着重要的角色。
物理学在我们日常生活中的应用
物理学在我们日常生活中的应用物理学是一门研究物质、能量、空间和时间基本规律以及它们之间相互作用关系的科学。
但是我们常常认为物理学只是一门理论学科，与我们平常的生活没有太大的关系。
然而，在我们的生活中，物理学在方方面面都有着广泛而重要的应用。
无论是我们的交通，还是我们的食品，每个方面都有着物理学的身影。
下面，我们从几个不同的方面来探讨物理学在我们日常生活中的应用。
一、交通出行物理学在交通出行方面有许多重要的应用。
我们日常生活中最常见的交通出行方式之一是自行车。
骑自行车可以使我们获得身体锻炼，同时也能带给我们方便和快捷，但是我们可能会忽视的是，自行车之所以能够行驶，是因为受到牛顿第二定律的作用。
这条定律告诉我们，当有一个物体受到力的作用时，它会产生加速度，而自行车之所以能够行驶，是因为人类还没有想到能够克服牛顿第二定律的力。
除了自行车，汽车也是我们常用的交通工具。
驾驶汽车时，我们需要遵循一些基本的物理原则。
例如，我们需要知道车子的惯性，惯性会带给我们许多麻烦，因为它们会改变车子的速度和方向。
另外，在过弯时，我们需要遵循离心作用的原理，它告诉我们离心力会使车辆朝着外侧运动，因此我们需要调整一下方向盘的拉力，以避免车辆失控。
二、食品烹饪在我们的餐桌上，物理学同样也有着重要的应用。
烹饪是一个很好的例子。
烹饪是物理学与化学的综合体现，因为在烹饪过程中，物理原理和化学反应是密不可分的。
烹饪过程中最常见的物理原理就是热力学。
热力学告诉我们热能如何从一个物体转移到另一个物体。
在烹饪中，我们可以利用热传导来烤肉，蒸饭和煮面等。
另外，在烹饪过程中，我们还可以利用传热原理来烹调食物，传热原理告诉我们热能会获得或失去热量，因此我们在烹调食物时，可以掌握掌握好火候来保持食物的新鲜程度。
三、医学物理学还在医学领域有着广泛的应用。
举例来说，磁共振成像（MRI）就是物理学的杰作之一。
MRI 是一种非常重要的医疗诊断工具，它可以在不损伤组织的情况下帮助我们观察到人体内部的情况。
食物煮熟的原理
食物煮熟的原理食物煮熟的原理涉及到物理学、化学和生物学等多个科学领域。
下面我将详细解释食物煮熟的原理，并介绍不同的烹饪方法是如何影响食物的熟化过程的。
食物煮熟的过程中最重要的因素是热量传递。
当食物与热源接触时，热量会从热源传递给食物，使食物的温度升高。
随着温度的升高，食物中的大分子开始发生结构变化，从而导致食物的熟化。
首先，让我们来看看蛋白质的熟化过程。
蛋白质是食物中的重要成分之一，也是熟化的关键对象。
在高温下，蛋白质的分子结构会发生变化，从而改变了它们的物理性质和功能。
当蛋白质受热时，变性会发生，即蛋白质分子的结构会发生断裂和重组。
这种变性可以使蛋白质变得更容易被消化和吸收，从而提高食物的营养价值。
另一方面，蛋白质的变性也可以改变食物的质地和口感，使其更加美味可口。
不同的烹饪方法对蛋白质的变性程度有不同的影响。
例如，煮沸是将食物放入沸水中煮熟的方法。
在水的沸腾温度下，蛋白质会快速发生变性，使食物变得更加熟透。
但同样的高温也会导致部分蛋白质流失，并使食物变得干燥。
与此相反，温和的烹饪方法如烧烤和烘烤可以帮助保持食物的水分，并增加食物的香味和口感。
除了蛋白质，食物中的碳水化合物和脂肪也会在煮熟过程中发生变化。
碳水化合物主要存在于谷物、薯类和糖果等食物中。
当这些食物受热时，其中的淀粉会发生凝胶化反应。
淀粉的凝胶化可以使食物更加易于消化和吸收，并增加食物的黏性。
同时，糖分子也会在高温下产生焦糖化反应，使食物呈现出深色和独特的香味。
脂肪是食物中提供能量的重要来源之一。
在煮熟过程中，脂肪会被高温加热，从而使其熔化。
熔化脂肪会将食物的口感变得更加丰富和滑润，也可释放出食物中的香味物质。
脂肪还可以在烹饪过程中帮助传递热量，使食物更均匀地受热。
此外，煮熟还可以破坏和去除食物中的有害微生物。
高温可以杀死细菌、病毒和寄生虫等微生物，从而减少食物中的致病风险。
这也是为什么煮熟是一种常用的食物处理方法，尤其是在消费生肉或生鱼的情况下。
馄饨 里的科学知识
馄饨里的科学知识
馄饨是一种中国传统的食品，它的制作和食用中蕴含了许多科学知识。
以下是一些关于馄饨的科学知识：
1. 面粉科学：馄饨是用面粉做的，面粉是由小麦磨制而成的。
小麦是一种含有丰富淀粉、蛋白质、脂肪、矿物质和维生素的谷物，是人类重要的食物来源之一。
面粉的品质和加工方式会影响馄饨的口感和品质。
2. 物理学：在制作馄饨的过程中，涉及到许多物理学的原理。
比如在擀面皮时，要利用杠杆原理来擀动擀面杖；在煮馄饨时，要利用热传导原理来加热水，使水沸腾后煮熟馄饨。
3. 化学：馄饨的制作过程中涉及到许多化学反应。
比如在面粉中加入水和酵母后，会发生化学反应产生二氧化碳，使面团膨胀；在煮馄饨时，会发生水解反应，使馄饨皮中的淀粉糊化，从而使馄饨更加柔软。
4. 生物学：在制作馄饨馅时，需要用到各种蔬菜和肉类。
这些食材中含有的蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和矿物质等营养成分，对人体的生长和发育有着重要的作用。
同时，在制作过程中需要注意食材的新鲜度和卫生情况，以避免食品污染和有害微生物的滋生。
5. 文化学：馄饨是中国传统的食品之一，它与中国文化有着密切的联系。
在中国的许多地区，都有着独特的馄饨制作方法和口味，这些不同的制作方法
和口味反映了中国文化的多样性和地域性。
同时，馄饨也是中国节日和庆典的重要食品之一，它代表着团圆和和谐的意义。
总之，馄饨的制作和食用中蕴含了许多科学知识，这些知识不仅有助于我们更好地了解这种传统食品的制作工艺和原理，也有助于我们更好地享受美食。
物理化学在食品科学中的应用(一)
物理化学在食品科学中的应用(一)
物理化学在食品科学中的应用
1. 食品加工和保存过程中的物理化学变化
•热传导：烹饪过程中，热传导使食材内部温度均匀增高，确保食物煮熟。
•相变：冷冻食品生产中，利用物质的相变过程可以实现食品的长期保存。
•均相反应：利用物理化学反应完成食品加工，如酒的酿造和面包的发酵过程。
2. 食品的物理性质与质量评价
•色泽：物理化学手段可以分析食物的颜色成分，探究其与口感和品质的关系。
•可溶性：通过测定水分活性，了解食品中水分与营养成分的相互影响。
•糊化度：研究淀粉的糊化特性，用以改善食品的质地和储存性能。
•脆度：分析食品中的气泡数量和大小，定量评估其脆度和口感。
3. 食品中的物理化学成分分析
•蛋白质分析：利用物质与光之间的相互作用原理，测定食品中蛋白质的含量和结构。
•脂肪分析：通过物理化学方法，确定食品中脂肪的含量和脂肪酸的种类。
•糖含量测定：运用光学测定、色谱法等手段，准确测定食品中的糖含量。
4. 食品加工与贮运技术中的物理化学控制
•电解质浓度控制：食品加工中，通过物理化学调控电解质浓度，达到良好的风味和营养保持。
•温度控制：物理化学原理用于控制食品加工中的温度，确保食品质量和安全。
•加工工艺改进：借助物理化学知识，对食品加工工艺进行改进，提高生产效率和产品质量。
以上列举了物理化学在食品科学中的一些应用，从食品加工过程到质量分析和控制，物理化学在食品领域发挥着重要的作用。
通过深入研究和应用物理化学原理，可以不断改进食品制备方法，提高食品质量和安全性，满足人们对食品的需求和期望。
第二十章 食品的物理特性分析
3. 泡沫与误差来源。 4. 水浴用的水必须是无油的。
2023/2/19
9
密度计法
• 阿基米德原理
浸在静止流体中的物体受到流体作用的合力大小等 于物体排开的流体的重力。如果V1和V2是两种液体 被相同的浮体排开的体积，D1和D2各自的密度，然 后
d204= d2020×0.99823
6 2023/2/19
密度瓶法
有毛细管 适用于粘稠液体样品
有温度计 1-温度计 2-盖 3-毛细管 4-瓶子
2023/2/19
适用于挥发性液体样品
7
原理:
测量液体在容器中的已知容积的重量，其中的体积 用在纯水中该容器保持的重量校正。
过程:
1. 清洗 2. 烘干 3. 冷却 4. 称重 M0 5. 装入样品，盖上小帽 6. 20 ℃ 水恒温水浴 0.5 h
– 旋转粘度计:：绝对粘度
– 滑球粘度计：高粘度样品
2023/2/19
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Viscometer
毛细管粘度计测定的是运动粘度。 由样液通过一定规格的毛细管所需 的时间求得样液的粘度。
2023/2/19
滑球粘度计(即赫普勒尔粘 度计) 适于测定粘度较高的 样液。它是基于落体原理 而设计的。测定方法是在 一充满样液的玻璃管(有玻 璃夹套)中，将一适宜相对 密度的球体从玻璃管上线 落至下线，根据落球时间， 再结合被测样液的相对密 度、球体的相对密度和球 体系数，可以计算出样液 的粘度。
2023/2/19
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密度天平, 即韦氏天平法
2. 折光法
• 许多纯物质都具有一定的折射率 (RI) • 通过查阅文献得到多种已知物质的折光率， 对照
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物理是否帮助了食物
陈禧祥
学前教育
201010050659
【摘要】代用于食物的物理技术有, 杀菌技术、脱水干燥技术, 冷冻技术、气体压缩、真空技术等。
它们与传统的化学技术相比在达到同样的技术效果情况下，有成本低、省时、省工，处理条件易于控制，受外界环境影响小，特别是没有化学污染及不破坏食品营养结构和自然风味等诸多优点，
关键字：胃疾病物理技术微波食品
科学家警告：现代人食物中毒机会增加。
与50年前相比现代人更容易得肠胃疾病，这主要是因为人们的饮食习惯在变化，以及食品可选择的范围越来越大。
据美国联邦疾病防治中心调查，美国每年有7600万人因食物中毒而生病，其中有32．5万人住院治疗，并造成5000人死亡。
为什么在科学技术如此发达的今天，人们仍然容易食物中毒呢？原因之一是人们现在生吃新鲜水果和蔬菜的数量增加，因而也就增加了感染病菌和病毒的机会；二是人们现在食用预先加工好的熟食数量增加，这类食品很容易感染细菌；还有，在过去10年间，全世界的食品种类至少增加了一倍，其中一些食品带有科学家尚未能鉴定出的新的微生物。
美国食品药物管理局的食品安全主管乔.莱维特承认：美国确实存在这个问题。
他指出，健康人能够抵御大部分感染，孩子和老人就比较容易得病。
由于美国已经开始进入老年化社会，科学家担心会有越来越多的美国人对被污染的食品越来越敏感，容易患上与饮食有关的疾病。
科学家还希望人们关注这个事实：尽管普通人对食品安全的疑虑主要集中在肉类和禽蛋类，尤其是牛肉上，但85％的食品的毒源来自水果、蔬菜、海产品和乳酪。
据国内有关报道，多菌灵、托布津等化学农药对人、畜有致畸作用，2、4-D 中含有极微量的有毒物质对人体的威胁也很大，三唑类有机化合物有一定的致癌性，残留在食品中的二氧化硫能引起严重的过敏反应。
随着人们消费水平的提高与消费观念的转变，今天的消费者不仅要求食品新鲜安全，而且要求食品保持原有的天然风味和营养结构，传统的化学方法已不能满足上述要求。
近几年来, 食品科技界把现代高新技术引入食品工业, 例如,原子射线辐射保藏技术, 杀菌技术、脱水干燥技术, 冷冻技术、气体压缩、真空技术等。
物理技术与传统的化学技术相比在达到同样的技术效果情况下，有成本低、省时、省工，处理条件易于控制，受外界环境影响小，特别是没有化学污染及不破坏食品营养结构和自然风味等诸多优点，所以物理技术在食品的应用应该引关注。
1、原子射线辐射保藏技术
经过辐射处理可以延缓果实成熟，并具有杀虫、
杀菌、消毒及防腐作用，既不破坏外形，又能保持食
品原有色、香、味及营养成份，并在常温下保存期长，且节约能源，更没有化学药剂的残留!
2、磁场技术的应用
大量实验证明低频磁场对微生物有很强的影响，它能促进或抑制微生物的生长、繁殖，于是一种新的食品保鲜技术———低频磁场保鲜技术便在最近物理学和高新技术物理几年悄然诞生了! 低频磁场保鲜技术主要是利用它对微生物的抑制作用来实现保鲜的! 与传统的保鲜方法相比，这种方法有很多的优点，它不会损失食物的营养成分和改变其质量特性，更不会污染食物，避免了对人体产生不良影响，同时也更加安全! 因为在强度不超过"# 的交变磁场的作用下，微生物在很大程度上就被杀死了!
3、微波技术的应用
微波保鲜技术主要是利用其热效应和非热效应使食品中的微生物体内的蛋白质和生理活性物质发生变异或破坏，从而导致生物体生长发育异常，直至死亡! 目前，国内外应用微波进行食品保鲜的研究已取得了很大进展，并已大规模地应
用于食品工业生产中目前，已被应用于食品工业中比较先进的微波处理系统主要是由微波发生器、波导管连接器及处理室等三部分构成，它能够以食品内极微小的温度差异，对连续流动的食品进行快速的杀菌处理! 该技术适用于已经包装的面包片、果酱、香肠和锅饼等食品, 产品保质期可达6 个月以上。
4、静电技术的应用
不仅能起到对其消毒灭菌的作用，而且可保持其原色泽、原品味和不降低其维生素’ 及氨基酸等的含量。
5、超高压技术的应用
不仅可有效杀死食品内的各种微生物，而且能使在超高压环境中的淀粉成糊状。
据报道，经超高压技术作用后的土豆色拉、猪肉等食品，其中的芽孢菌被全部杀死( 美国学者应用高压技术对天然果汁进行杀菌处理，也取得了满意的结果( 总之，应用该技术对肉食、果蔬或果汁进行杀菌保鲜处理既不会破坏食品原有的成分结构和风味，又能有效地杀灭食品中的微生物而达到保鲜的目的( 目前，超高压技术已被大规模地应用于食品工业中。
6、高压脉冲电场技术
主要是利用强电场脉冲的介电阻断原理，对微生物产生抑制作用，它可克服加热引起的蛋白质变性和维生素破坏!
7、多种物理技术组合的应用
如激光技术、等离子技术、光脉冲技术、感应电子技术及超声波技术等多种食品保鲜杀菌方法
而这些先进的技术往往使我们担心，不仅仅像是发酵那样有好处，也应当有其他坏处。
比如说家庭中常见的微波炉，
微波炉是怎样烹饪食物的：所有的电磁波每经过一次电波周期，就会从正极变为负极。
交流电可以增快电波的周期。
水分子有正极和负极，因此当水接受正负交替的微波能量时，水分子会迅速转动。
这有一些类似用磁石把平面上的大头针吸得团团转的情形。
微波炉用交流电产生的微波使食物中的水分子以每秒钟几十亿次的速度旋转，造成分子之间巨大的摩擦力，使食物迅速加热。
人们通常以为微波食品是安全可以食用的。
事实上，我们的质量检测机构只关心微波炉是否存在微波泄漏的情况，令人惊讶的是，这些质量检测机构从未质疑波
食品本身是否安全。
例如：。
(a)肉类微波后会产生一种致癌物叫d-NitroSodienthanolanines。
(b)微波过的牛奶、水果、麦片中的氨基酸转化为致癌物。
(c)蔬菜微波后，会将植物生物碱(Plant Alkaloids)转化成致癌物。
且，第一微波炉消毒杀菌功能不好，不能完全杀灭细菌，所以医院目前都不使用微波炉消毒。
第二微波炉尽管加热效果比较好，但是少了使用炒菜锅做菜的调味汁渗透加上复合调味的化学作用，做菜不是特别可口。
第三微波炉对于炊具要求高，使用的瓷碗往往到了一段时间就会龟裂，对餐具消耗比炒菜锅要大。
第四微波炉为了方便加热，对于摆放食物要求多，而且汁液不能完全渗透食物，做起来味道不均匀。
第五微波炉目前加热食物水分丧失比较快，容易发干，加水又导致食物上干下洼，口感极不舒服。
而对于人体来说部分研究表明，长期吃用微波食品，血液中的红细胞减少了，这意味着血液携带的氧气减少，人体组织无法完全得到所需的氧气。
相反，白细胞和胆固醇都增加了。
白细胞增加会引起人体的压力和紧张，通常只有当人体感染急性疾病、细菌感染或细胞受损坏时，白细胞才会上升。
此外，淋巴细胞减少了。
淋巴细胞是一种特殊的白细胞，对产生抗体有重要的作用。
微波食品包含了不同于普通食物的分子和能量，人体吸收异常的分子和能量，不利于健康。
那么对人体又有什么具体的危害呢？(01)它破坏脑组织。
脑的传播是*磁波，长期食用微波炉处理过的食物会中和脑磁波，使脑退化、磁波短路。
(02)微波食物除了含有致癌物外，还会产生一堆不能被身体吸收利用的不明副产品。
(03)长期食用微波炉食物会使男女荷尔蒙分泌量减低或改变。
(04)微波炉食物的副产品会长期而永久性的残存于人体内。
(05)微波食物中的矿物质、维生素及营养大量减少，或改变成致癌物或转变成不能被身体分解的合成物。
(06)微波炉烹煮的食物使蔬菜中的矿物质改变成会破坏人体健康的自由基。
(07)微波炉食物能引起胃癌，研究发现，有些胃癌及肠癌，皆与常吃微波炉食物有关，这或许解释了何以美国人近些年来患直肠癌的比例增加如此迅速。
(08)长期吃微波炉食物，易使身体产生大量癌细胞。
(09)长期摄取微波炉食物，由于其中营养已被破坏，将使身体免疫系统出问题。
(10)摄取微波炉食物将使记忆退化、精神不集中、情绪不稳定、理解力降低。
参考文献：
吴翔等，《文明之源——物理学》
李坤威，《品检测现状分析及未来发展趋势》。