生還是熟?這是個問題!

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來一次超棒的科學旋轉:學習如何運用物理學和一點廚房化學知識來判斷雞蛋是生的還是熟的——所有這些都不需要打破蛋殼。

George Retseck

核心概念
物理學
化學
固體
液體
旋轉

引言
你是否曾在冰箱裡發現一個雞蛋,並想知道它是生的還是熟的?儘管雞蛋在煮熟時其內部會發生巨大變化,但如果不打破蛋殼,仍然很難區分熟雞蛋和生雞蛋。在這個活動中,你將發現物理學如何幫助你區分它們!

背景知識
鳥蛋包含一個被膜包裹的蛋黃,周圍是透明的液體(蛋清,或蛋白)——所有這些都包裝在一個堅硬的蛋殼中。蛋清主要由漂浮在水中的蛋白質組成。蛋黃含有蛋白質、一些脂肪、水以及雞蛋中大部分的維生素和礦物質。


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在煮熟之前,蛋清和蛋黃是液體;它們的粒子不會粘在附近的粒子上,而是互相沿著彼此流動。蛋黃與蛋清被一層膜隔開,但這層膜兩側的粒子可以自由移動。

當雞蛋被加熱時,這些液體會發生化學變化。蛋白質會解開並相互結合,從而形成一個捕獲水的蛋白質網路。在此期間,蛋黃和蛋清會變成凝膠狀的柔性固體。當雞蛋冷卻時,鍵會變得更加堅硬,內容物也會變成固體。這些內容物的形狀以及它們在雞蛋內的質量分佈會固定下來。

蛋殼主要由碳酸鈣組成。將其放入沸水中時不會發生變化。儘管蛋殼上有允許空氣和其他小顆粒透過的孔,但在烹飪過程中幾乎沒有物質交換。這種安排意味著雞蛋的質量不會發生顯著變化。

因此,如果你把雞蛋帶殼煮熟,它的外觀不會改變——它的質量也不會改變。如何在不打破蛋殼的情況下判斷雞蛋是生的還是熟的?嘗試一下這個活動來找出答案!

材料

  • 六個大小和顏色相似的生雞蛋(處理生雞蛋後務必用肥皂和溫水徹底洗手)

  • 平底鍋

  • 爐子(請小心使用,並請成年人幫助你使用爐子和處理本活動中的熱物品)

  • 計時器

  • 漏勺

  • 鉛筆

  • 一張紙

準備

  • 將冷水倒入碗中。

  • 將三個雞蛋放入平底鍋中,並加入足夠的水,使其覆蓋雞蛋約半英寸。請成年人幫助你將平底鍋放在爐子上並開啟爐灶。

  • 將水加熱至沸騰並保持沸騰七分鐘。你認為雞蛋在這段時間裡會發生什麼變化?

  • 關閉爐灶。 

  • 請成年人幫助你使用漏勺小心地從熱水中逐個取出每個雞蛋,然後放入冷水碗中,同時小心不要將其打碎。讓雞蛋完全冷卻。

  • 用鉛筆在三個仍然是生的雞蛋上做一個小標記。保持標記不顯眼,因為這會更容易以公正的方式測試你的想法。

  • 將生雞蛋與熟雞蛋放在一起。這樣做可以確保當你開始測試時,所有雞蛋都處於相同的溫度。

步驟

  • 選擇一個生雞蛋並將其打在盤子上。生雞蛋的內容物看起來如何?(處理生雞蛋後務必洗手)。

  • 用一個熟雞蛋重複第一步。熟雞蛋的內容物與生雞蛋有何不同?

  • 本活動的目標是找到一種可以識別雞蛋是熟的還是生的方法,而無需打破蛋殼。你有什麼想法?

  • 從剩下的四個未打碎的雞蛋中選擇一個熟雞蛋和一個生雞蛋。現在將另外兩個雞蛋放在一邊。

  • 如果你發現兩個雞蛋之間有差異(除了你的標記),請將其記在紙上。

  • 觀察雞蛋,聞一下它們,然後用手稱重。其中一個看起來是否不同,聞起來是否不同,或者看起來比另一個重? 

  • 輕輕地用鉛筆敲擊熟雞蛋並聆聽。然後用生雞蛋做同樣的事情。你能聽到有什麼不同嗎?

  • 將雞蛋逐個靠近你的耳朵搖晃。你能聽到哪個是生的嗎?

  • 將一個雞蛋放在尖端上並旋轉它。嘗試幾次後再換另一個雞蛋。一個是否比另一個更容易旋轉?

  • 執行任何其他測試或尋找你能想到的任何其他區別特徵(除了你的標記)。

  • 檢視你的筆記。你發現差異了嗎?如果是,你認為這些差異的出現是因為其中一個雞蛋是熟的,而另一個不是嗎?為什麼?

  • 如果你發現生雞蛋和熟雞蛋之間存在一個或多個差異,請進行測試以檢視它們是否也出現在你的最後一對雞蛋中。在進行測試時,儘量不要看生雞蛋上的小標記。這些差異是否也能區分這對雞蛋中的生雞蛋和熟雞蛋?

  • 如果你發現一個適用於兩對雞蛋的差異,你認為它可以區分所有熟雞蛋和生雞蛋嗎?你認為這種差異是如何發生的?

清理
處理生雞蛋後務必用肥皂和溫水洗手。如果你的雞蛋儲存和處理得當,你可以吃煮熟的雞蛋——也可以煮你的生雞蛋。

觀察和結果
在嘗試將雞蛋在尖端旋轉之前,可能無法區分生雞蛋和熟雞蛋。即使很難旋轉熟雞蛋,但旋轉生雞蛋可能要困難得多。

當你煮雞蛋時,內部會變成固體。然而,這種轉變不會從外部改變雞蛋的外觀、氣味或聲音。

但是你可以透過將它們在尖端旋轉來區分熟雞蛋和生雞蛋:熟雞蛋更容易旋轉。因為熟雞蛋的內部是固體的,所以其內部的粒子無法相對於彼此或蛋殼移動。因此,所有內部粒子都與蛋殼一起一致移動。然而,在生雞蛋中,內部仍然是液體的。構成液體的粒子可以彼此分開並與蛋殼分開滑動和移動。當你旋轉生雞蛋的蛋殼時,裡面的液體不會立即開始旋轉——它需要一些時間來“追上”,並且蛋殼和液體之間的摩擦會減慢旋轉運動。因為透過加快旋轉速度更容易使雞蛋在尖端保持平衡,所以熟雞蛋比生雞蛋更容易保持平衡。熟雞蛋的內部不那麼晃動也有幫助,因為它不會單獨移動,並且其質心是固定的。

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本活動由科學夥伴合作提供

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