包子哪層先熟

1、敢于質(zhì)疑勇于探究對(duì)一道物理競賽題的思考周樹民(鎮(zhèn)江市第三中學(xué)江蘇鎮(zhèn)江212001)在剛剛結(jié)束的江蘇省第14屆初中應(yīng)用物理知識(shí)競賽的試題中有這樣一道填空題：“蒸包子的蒸籠往往有好幾層疊在一起，但幾層的包子并不是一齊被蒸熟，而是______的包子最先被蒸熟”。評(píng)分的答案是“上層”。我請(qǐng)教老教師這道題目，他們告訴我，這其實(shí)是一道20多年前就出現(xiàn)的題目答案當(dāng)然是“上層”。因?yàn)闇囟雀叩恼魵饷芏刃。?dāng)然應(yīng)該停留在蒸籠的最上層。這是一道不錯(cuò)的題目，因

2、為物理來源于生活，這道題出的就是生活中的物理知識(shí)。但是答案符合實(shí)際情況嗎？帶著這個(gè)疑問，我跑了幾家蒸包子的小吃店，向里面的師傅請(qǐng)教，答案卻有兩種。一種觀點(diǎn)認(rèn)為下層的包子先熟。他們的蒸法是將幾籠包子做好一起放在鍋上蒸。根據(jù)他們的經(jīng)驗(yàn)，如果蒸籠內(nèi)包子的餡心是一樣的，檢查包子有沒有蒸熟，只要把上面的蓋子拿掉，看一下最上層的包子有沒有熟，就可以判斷整籠包子有沒有熟。如果包子的餡心不一樣，開始蒸之前總是把較難熟的包子放在最下層。另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為，

3、上層的先熟。他們的蒸法是做好第一籠包子后就放在鍋上蒸，再做好每二籠放在第一籠的下方，然后依次進(jìn)行。這道題目的意思究竟指的是哪一種蒸法呢？顯然是第一種，因?yàn)榧热灰袛嗄膶酉仁欤蛻?yīng)該是幾層包子同時(shí)蒸，如果按照第二種蒸法，上層包子蒸的時(shí)間就會(huì)比下層的長，失去可比性。評(píng)分的答案與事截然相反。既然高的蒸氣密度小應(yīng)該停留在蒸籠的最上層那么為什么第一種蒸法會(huì)導(dǎo)致下層筷子先熟呢其實(shí)高溫蒸氣停留在上層這種現(xiàn)象只能是針對(duì)靜止氣體來說是可能的但蒸籠內(nèi)的蒸氣

4、是流動(dòng)的!做個(gè)類比:在做”觀察水的沸騰”的實(shí)驗(yàn)中水沸騰之前氣泡在上升過程中體積是逐漸變小的.其公認(rèn)的主要原因就是沸騰前上方和下方水的溫度沒有達(dá)到平衡上方的水溫低于下方氣泡內(nèi)的水蒸氣在氣泡上升過程中不斷遇冷液化使氣泡內(nèi)的水蒸氣不斷變少.同樣道理高溫蒸氣來自于蒸籠下方的小的汽化高溫蒸氣在上升的過程中先與下層的包子接觸產(chǎn)生液化放熱使下層的包子先升溫然后再與上方的低溫氣體產(chǎn)生熱傳遞才能使上方的溫度也逐漸升高也就是說在蒸籠內(nèi)的上下達(dá)到平衡以前上方

5、的溫度總是低于下方的溫度這樣才能形成對(duì)流這種較快的熱傳遞.那么下層包子先熟的原因也就不難理解了.做個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一下吧.我找來兩只蒸籠用鉆頭分別在兩個(gè)蒸籠的側(cè)壁各開一個(gè)小孔將兩只溫度計(jì)分別插入蒸籠內(nèi)裝好包子后分別放在蒸籠的最上層和最下層(蒸籠一共有6層每層內(nèi)都裝有包子)讀出初始溫度然后將6層包子一起放在盛有沸水的鍋的上方進(jìn)行加熱每隔1min讀一次溫度計(jì)的示數(shù).將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表1中(12分鐘后包子出籠).表1時(shí)間min012345678上

6、層溫度oC181819386897100100100下層溫度oC187898100100100100100100從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出下層溫度比上層溫度提早3min達(dá)到100oC并且在第6min以后的時(shí)間內(nèi)上層和下層的溫度相同根本不存在高溫蒸氣停留在蒸籠的上層低溫蒸氣停留在下層的現(xiàn)象.也就是說如果上層和下層的包子是同樣的那么下層的包子就應(yīng)該比上層的約早蒸熟3min.其實(shí)前文所說的第二種蒸法(把第二籠包子放在第一籠的下方而不是放在其上方)也可