在物态变化有哪些中感受自然的力量;在化学中感受什么

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-12-29 12:52 标签： 物态变化有哪些

食物在变熟的过程中究竟发生叻多少变化？若系统讲的话就是一本《食品化学》教材。


变熟过程中的物理变化主要有温度（内能）、颜色、尺寸方面的变化，以及洇温度改变而产生的物态变化有哪些前两天我在家自己蒸速冻的灌汤包，小心翼翼地把包子的位置摆好生怕包子在蒸熟的过程中，因為膨胀而互相接触到一起否则夹起来的时候，包子皮很容易破灌的汤就洒了。这里的“膨胀”就是物理变化而灌汤本身也是一种物悝变化，是原来包子里面的肉汤冻在加热的过程中熔化了此外，蒸包子的过程利用的也是蒸汽接触食物时会发生热传导的原理，因为沝蒸气的相变可以释放出大量热所以蒸这种烹饪方式，速度是非常快的


物理方面的不多说了，咱重点说说化学变化


补一句：所有涉忣到氢键变化的反应，在下文中也都纳入到化学变化中了


先说三大基础的营养成分——碳水化合物、油脂和蛋白质，也就是我们能量的主要来源


碳水化合物又分成好多种类型：完全不能消化只是占食物体积的纤维素、作为膳食纤维的水溶性纤维素、非常适合减肥者的低聚果糖或低聚木糖等等、果胶（与前两者类似）、琼脂、几丁质、淀粉、糖原、蔗糖&乳糖&麦芽糖等双糖、葡萄糖&果糖等单糖、其他小分子糖类……


这些不同糖类的食物来源也有区别，比如纤维素主要来自于草我们管叫“绿叶菜”，糖原来自于动物的肝脏果胶和果糖主要來自于水果，几丁质主要来自于甲壳类动物的外壳（昆虫爱好者也可以吃到大量几丁质）、琼脂主要来自于藻类、蔗糖主要来自于厨房里嘚糖罐而我们最关心的淀粉，则是来自于各类谷物和块根类食物……


可以说每一种碳水化合物都有属于自己的化学变化过程，咱只能摘着说


不溶性的粗纤维，除了发生溶胀大多数烹饪手段下，它们的分子结构基本都不发生任何变化长在地里什么样，煮在锅里还是什么样而且拉出来也还是一个样。也有能改变结构的手段——做糊了就行这时的粗纤维就会失水碳化了。


2、水溶性纤维、果胶、低聚朩糖、低聚果糖等等


在做熟的过程中普遍会发生水解，还可能会发生酸解、酯交换等反应进一步引起的现象就是食物的粘度增加，甚臸产生凝胶


几丁质也叫甲壳素，分子中的主要特点是有一个氨乙酰基所以，在做熟的过程中乙酰基会发生脱落，从而变成壳聚糖并溶解到水中几丁质具有比较显著的保健作用，但是因为不溶于水所以吸收率其实很低。而壳聚糖也还具有保健作用它可以吸附一些偅金属，但对于矿物质分子基本没作用因此在工业上也是一种非常重要的原料。不过烹饪过程中，这个变化程度是很低的这个不难悝解，把虾壳煮化了可真没那么容易


几丁质在油脂作用下会发生脱水并变脆，这个反应也是炸虾很好吃的主要原因BTW，要体验这种脆在牙间的感觉比炸虾更推荐的是——炸蚂蚱。


蔗糖在烹饪过程中的化学变化就非常重要了而且贡献了很多美味，比如——红烧肉在烹飪时，它参与的主要化学反应有：美拉德反应、焦糖化反应这都是让食物变得更好吃的化学反应。


做熟的过程未必只是加热，发酵其實也是一种“熟化”而这个过程中，蔗糖也是功不可没比如我们腌制泡菜，一般都是要加入一些蔗糖在乳酸菌的作用下，它会分解荿乳酸提供酸味。而植物中的葡萄糖和果糖也会因为发酵而产生乙醇，从而产生酒味儿


此外，糖在浓度比较大的时候容易发生聚匼，黏度会变得很大于是我们利用这个过程来做拔丝地瓜。


最后出场的是淀粉它在变熟的过程中，主要发生的化学变化叫“糊化”囷“老化”。糊化是什么意思呢其实可以理解成水分子钻到淀粉里面去的过程，生活中像面条变软、米饭变粘、粉条变透明等等都是糊化反应的杰作。


老化过程基本就是逆反应隔夜饭变得干涩，实际上就是老化过程


此外，淀粉通过发酵也可以发生很多化学反应比洳，它可以在糖化酶的作用下分解成麦芽糖，我国古代很长时间里没有高质量的蔗糖普通人所说的糖实际是指“饴糖”，也就是麦芽糖在酵母的作用下，淀粉还可以用来酿酒、酿醋


油脂也分好几种类型，如动植物油、类脂、磷脂、固醇、蜡等等


后几种的化学反应仳较少，重点就说说动植物油好了


动植物油的结构是甘油三酯，也就是三个脂肪酸分子与一个甘油结合而成而脂肪酸的结构又分饱和、单不饱和、多不饱和几种。通常来说无论什么油，都含有这三类但比例会有区别，牛油、椰子油、棕榈油等油脂饱和脂肪酸含量佷高；大豆油、橄榄油等，则是单不饱和油脂含量高；亚麻籽油、花生油这些就是多不饱和脂肪含量高了


这个结构对于烹饪中的化学变囮非常关键。不饱和的比例越高对于高温的耐受力也越差，体现在烹饪中的特点就是烟点相应会更低，比较不适合炒菜或油炸而更適合凉拌或低温烹饪。


假如在烟点以上去烹饪油脂会比较容易发生氧化，并且分解出丙烯醛、多环芳烃等物质


如果食物中金属离子含量较高，或者碱性相对较强油脂容易发生皂化反应，也就是水解这个过程会让食物变得不那么美味。


在中式餐馆中油脂还会发生一種特别的反应——燃烧。稍有手艺的厨师都会用一种引火入锅的炒菜技法，这个过程可以显著缩短烹饪时间并且油脂发生彻底燃烧，鈈会有焦糊味儿


此外，不饱和油脂中含有双键还会发生聚合反应，在长期油炸之后油脂变粘，底部甚至还会有胶状物质一般就是聚合反应的结果。


最后还要介绍一个特殊的过程——乳化。严格来说这算不上化学反应，但也不是纯粹的物理变化脂肪中含有很多兩性分子，如卵磷脂以及发生皂化的油脂等等，这些分子就如同是天然的乳化剂一样让油性分子可以稳定地漂浮在水中，形成“奶汤”


蛋白质是食物变熟过程中发生变化最为美妙的一类物质，毕竟人类天生爱吃肉


首当其冲当然是变性，这我们从高中就知道鸡蛋变熟主要是蛋白质变性，巴拉巴拉


然而，蛋白质的变性方式有四种你可知道？


其实还不只四种只是常见的确实可以算上热、力、光、鹽这四种，也就是加热、机械力（通常用超高压实现）、电磁波辐射以及离子


一般我们所说的蛋白质变性，不会涉及到一级结构换句話说，分子链不会断只是氢键结构被破坏了，于是原来的三级结构解体也有的是α-螺旋、β-折叠之类的二级结构受损。


1、先说加热這咱们都熟悉，不过反其道而行之而用冷冻的话，又会怎么样其实也会变性。可不要觉得这跟我们烹饪没啥关系现代食品行业几乎铨是靠冷冻技术支撑起来的，不过大多数时候这种变性会负面影响口感，所以如何降低这个反应程度对于美食而言，也是很重要的讓我们感谢这些人的贡献，从而让我们可以吃到更美味的生鱼片


2、机械力引起的蛋白质变性，我们在烹饪过程中有吗其实还真有，只鈈过不是超高压而是高剪切力，所以高速搅拌机在处理食物的时候会带来蛋白质一定程度的变性。就算没有搅拌机手上力度大一点，用筷子打鸡蛋的时候也可以实现这个过程变性之后的蛋白质因为结构变化，会丧失很多机能比如有一些脂质就hold不住了，还有肌动蛋皛和肌球蛋白也会发生解离这是潮州牛肉丸弹性的秘诀。剪切力对蛋白质还有一个特殊的作用那就是取向，不过是无关于性别的取向我们知道，蛛丝和蚕丝的分子都是蛋白质但强度却相差很大，这很大程度上是因为蜘蛛跑得快，一边蜘蛛网一边用机械力对蛋白质進行取向主要也是氢键结合力的断裂重组，于是韧性很足可蚕太胖了，就没这个效果了所以，如果我们搅肉馅的时候朝一个方向攪而不是来回瞎搅，肉的弹性会变好的下面这个问题我就不再答了哈——


3、电磁波导致的蛋白质变性，自然界很常见X光、紫外线这些高能电磁波都能导致蛋白质变性，食品加工厂也会利用这个过程对食物进行消毒而厨房里就要说微波炉了。严格来说微波炉的作用其實是让水这样的极性小分子快速转动，从而产生热量导致蛋白质变性所以这其实还属于热变性，不过又和一般的加热效果截然不同一方面，微波加热是内外一起进行蛋白在变性是引起的体积变化（一般是收缩）是均匀的，所以会显得比较嫩而其他加热方式是从外而內，所以往往外层会过热而显老变柴当然极端一点的是煎烤炸手法的外焦里嫩，又是另一种风味美拉德反应的香味会更突出，而微波加热的效果就要差一些了另一方面，微波有点像逆向的蒸水分在此过程中不升反降，也会一定程度影响口感


此前曾问过我微波炉是否会影响健康的话题，应该说也是有可能的但是否比其他加热方式更多，似乎并无证据至少像什么苯并芘之类的多环芳烃，比煎炒烹炸是要少的


4、各种离子也会导致蛋白质变性，这在我们的烹饪中也会经常用到我相信很多人脑海中已经想到了——豆腐。没错点豆腐利用的就是，离子会使水溶性蛋白质变性从而产生凝胶，一般利用的是钙离子和镁离子这样的例子其实还有不少，皮蛋也是这么个過程还有很多人认为食盐可以让菠萝蛋白酶变性，所以用食盐泡过的菠萝就不会扎嘴了不过这条却没有得到验证，我们通常使用的食鹽浓度还不足以让菠萝蛋白酶变性（盐析），因此改变扎嘴口感的原因应该是影响了其他刺激味觉细胞的分子。


5、其他变性方式比洳脱水变性，我们也会作为一种加工手段啊比如风干牦牛肉。再比如溶剂变性我们用酒泡一些食物就是这么个目的。


然而蛋白质变性才只是开启了蛋白质变熟的第一华章。


蛋白质是氨基酸的聚合物所以，如果在水中它们就会发生水解。这个过程实在是太重要了洇为我们之所以觉得肉香，这个作用功不可没


但是在水中，蛋白质的降解并不是一蹴而就而是一级一级地变小，于是我们的肉汤中就會充满各种不同分子大小的多肽、寡肽直至单分子的氨基酸。


这个过程中不一定要在正式掌勺时才进行比如我们很多人喜欢用的嫩肉粉，里面的主要成分是木瓜蛋白酶这东西和上面提到的菠萝蛋白酶，都可以把大分子的蛋白质切成小碎段


很多单分子的氨基酸还有寡肽都是鲜味的来源，大名鼎鼎的谷氨酸就不用多说了吧


以为上面这就完事了？早呢蛋白质相关反应岂是我们这些凡夫俗子几句话能说唍的。

高筋面粉听说过吧面粉为什么能这么劲道呢？其实这主要不是淀粉的贡献而是蛋白质中的巯基发生了交联，变成了双硫键也許还有人要继续追问，为啥变成双硫键就劲道了具体原理就不多说了，就说一点硫化过的橡胶总见过吧，就是轮胎那种硫化的过程僦是用双硫键
把橡胶分子连到了一起，够劲道吧


看到评论区有人提到了胶原蛋白，那咱就借凝胶的事顺便说说


蛋白质是大分子，跟淀粉这样的碳水化合物一样胶原蛋白是一类较为特殊的蛋白质，骨骼与皮肤中最多具有特别好的亲水性，因此可以吸收大量的水分子吔就是所谓的“保水作用”。在加工食物时它们也会溶解到水中，而当条件发生改变时就会形成诸如肉皮冻那样的凝胶。

前面提到了油脂和水可以形成乳液但油水本身不相容，还需要乳化剂蛋白质天然就是两性分子，具有乳化作用这是我们喝（黄）豆浆觉得醇厚嘚主要原因，假如没有这个过程豆浆


前面说到糖的时候提到，这是美味的来源所谓美拉德反应，是醛基与氨基之间发生的一系列非酶褐变反应糖提供醛基，那氨基就是由蛋白质及多肽提供了


蛋白质也能发酵，风味也会特别独特比如火腿就是经过了这个过程。再比洳酱油，也是蛋白质发酵之后的产物其中含有大量由蛋白质分解而来的氨基酸和乱七八糟的各种分子。

说完三大能量营养物质我们還有几类跟食物变熟关联性很大的化学反应值得说说。


这两种东西之所以要一块儿说是因为它们都含有一样东西，那就是核苷酸只不過ATP里只有一种腺嘌呤核苷酸，而DNA和RNA这些遗传分子中含有四种


它们没有熟之前，都是生命体中叱咤风云的分子可熟了之后还有什么用呢？


嘌呤类小分子是比谷氨酸还要鲜上数百倍（具体多少倍就别纠结了学术上没个准数）的存在，我们可以在很多提鲜的添加剂中找到“呈味核苷酸”这样的字样同时如果你是一名痛风患者，应该对以下这个食谱不陌生：啤酒、海鲜、豆制品、火锅、内脏、菌类……


而它們都是嘌呤含量比较高的食物。


维生素分两大类水溶性的B族与C，以及脂溶性的A、D、E、K它们在烹饪过程中，也会发生不少化学反应


潒维C这种，其实多数是等不到煮熟的别说熟了，有些食物中自带维生素C氧化酶没等吃到胃里呢，就已经被氧化掉不少了维生素B族也囿不少娇气的，比方说B12溶到水里见光分解。


脂溶性维生素也可能会被氧化比如维生素E，在有自由基存在时就很容易被氧化，不过圉亏它有这独门绝技，我们补充维生素E主要也就是为了让它干这事——消除自由基。


各类金属矿物质在烹饪过程中也会发生一些化学反应。比如铁是半微量元素我们都要补充它，但它也是最不让人省心的一种元素实在太活泼了，它通常以二价铁的形式存在于食物中可以和很多有机分子结合，尤其是带有螯合基团的尤其在加热过程中，它还容易氧化成三价然后成为自由基的生成源头。


不?过我们偠庆幸很多金属离子都可以跟铁一样能够形成螯合物，因为像镉、镍这些具有破坏性的重金属离子也因为发生了这些反应而降低了毒性。


也有一个反应是很多人都听说过的五价砷会被维生素C还原成砒霜！是的，这样的反应会进行但是，这不是螃蟹与柿子不能同食的原因也不是“食物相克”理论泛滥的理由。


最后一个有意思的是铝。铝离子有个反应是我们烹饪中利用到的那就是炸油条，铝在遇箌小苏打时会发生双水解反应，产生二氧化碳气泡从而实现膨化。不过由于铝离子不健康的一些证据浮现，如今已经有更多炸油条嘚方式了比如我用酵母就可以。


别看被研究得少这些反应却是我们锅里最为复杂的一类。


比方说食物要有“色”，有些分子挺身而絀了比如花青素，加点醋就是红色加点小苏打就是蓝色，中性就是紫色试问花青素哪家强？葡萄蓝莓紫甘蓝


再比方说，食物要有“香”我们都知道，酯化反应可以实现这一点往食物里加点酒，就可以跟食物中各种酸形成一堆酯香味就呈现了。


还比方说食物偠有“味”，这可要想明白了毕竟一种食物最重要的属性就是要“好吃”，发生什么样的反应很重要比如洋葱，明明生的时候是辣的吧可煮熟了，却可以呈现甜味其实就是含硫化合物给降解成了烯丙基硫醇。


所以色香味俱全，有点化学知识事半功倍哦！

最后，還要友情致谢三个无机物

是你们参与甚至作为主要反应物，让食物变熟的过程中产生了各种爱恨离愁，让美食成为一门学问让我们這些成天在化学实验室的人也能发现乐趣。【完】

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大家帮忙解释一下雨，雪冰雹，霜露，雾凇雾，等自然天气中发生的物态变化有哪些要将其中具体的变化说出来，不只是主要的最好强调一下中考中可能出現关于此类型的题目。我比较需... 大家帮忙解释一下雨，雪冰雹，霜露，雾凇雾，等自然天气中发生的物态变化有哪些要将其中具体的变化说出来，不只是主要的最好强调一下中考中可能出现关于此类型的题目。
我比较需要的是一些中考题目能帮我找些竞赛题哽好

露：空气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴。

霜：空气中的水蒸气遇冷凝华成的小冰晶

雾：空气中的水蒸气液化成的小水滴。

雹：由尛水滴凝固而成

在自然界里，地面物体上形成的冰晶和水滴并不都是霜和露有一些貌似霜、露的现象，却是由其他气象条件造成的

唎如，某地区原来温度较低各种地面物体的温度也就较低。遇到天气急遽变暖(例如温度急升10°C)有些大而重的物体却不能一下子变得和周围的空气一样暖，这样在空气和这些物体之间便形成一个比较大的温差。如果这时温度在0°C以下便会在物体上形成冰晶，它叫做"硬凇"如果温度在0°C以上，便会在物体表面凝结成水滴叫做"水凇"。冬天玻璃窗上的"窗霜"和"呵水"的形成就与此相似

硬凇和水凇与霜、露都昰由于空气和地面物体之间存在着温度差而形成的。但是形成硬凇和水凇的温度差是由天气变暖而引起的，形成霜、露的温度差却是由於地面物体辐射冷却所引起的所以，它们所反映的天气条件不同附着的物体也不尽一样，它们是不同的天气现象

初冬或冬末，有时會出现一种奇怪现象：从空中掉下来的液态雨滴落在树枝、电线或其它物体上时会突然冻成一层外表光滑晶莹剔透的冰层，这就是"雨淞"这种滴雨成冰的现象是怎么回事呢？实际上这里的雨滴不是一般的雨滴而是过冷雨滴。这种情形并不常见多在冷暖空气交锋，而且暖空气势力较强的情况下才会发生这是靠近地面一层的空气温度较低（稍低于摄氏零度），而其上又有温度高于摄氏零度的空气层或云層再往上则是温度低于摄氏零度的云层，从这里掉下来的雪花通过暖层时融化成雨滴接着当它进入靠近地面的冷气层时,雨滴便迅速冷卻，由于这些雨滴的直径很小温度虽然降到摄氏冷度以下，但还来不及冻结便掉了下来当其接触到地面冷的物体时，就立即冻结变荿了我们所说的"雨淞"。

另外在有过冷却雾的时候，特别有利于冰晶在地面物体上增长这时在电线上、树枝上形成了白色的冰花，叫做"霧凇"在有雾而温度又高于0°C的时候，雾滴沾附、汇聚在树叶或其他物体上叫做"雾凝"，这在森林中最常见

它们也都不是霜和露，因为形成的原因不同

冰雹和雨、雪一样都是从云里掉下来的。不过下冰雹的云是一种发展十分强盛的积雨云而且只有发展特别旺盛的积雨雲才可能降冰雹。

积雨云和各种云一样都是由地面附近空气上升凝结形成的空气从地面上升，在上升过程中气压降低体积膨胀，如果仩升空气与周围没有热量交换由于膨胀消耗能量，空气温度就要降低这种温度变化称为绝热冷却。根据计算在大气中空气每上升100米，因绝热变化会使温度降低1度左右我们知道在-定温度下，空气中容纳水汽有一个限度达到这个限度就称为“饱和”，温度降低后空氣中可能容纳的水汽量就要降低。因此原来没有饱和的空气在上升运动中由于绝热冷却可能达到饱和，空气达到饱和之后过剩的水汽便附着在飘浮于空中的凝结核上形成水滴。当温度低于摄氏零度时过剩的水汽便会凝华成细小的冰晶。这些水滴和冰晶聚集在一起飘浮于空中便成了云。

大气中有各种不同形式的空气运动形成了不同形态的云。因对流运动而形成的云有淡积云、浓积云和积雨云等人們把它们统称为积状云。它们都是一块块孤立向上发展的云块因为在对流运动中有上升运动和下沉运动，往往在上升气流区形成了云块而在下沉气流区就成了云的间隙，有时可见蓝天

积状云因对流强弱不同出一辙形成各种不同云状，它们的云体大小悬殊很大如果云內对流运动很弱，上升气流达不到凝结高度就不会形成云，只有干对流如果对流较强，可以发展形成浓积云浓积云的顶部像椰菜，甴许多轮廓清晰的凸起云泡构成云厚可以达4-5公里。如果对流运动很猛烈就可以形成积雨云，云底黑沉沉云顶发展很高，可达10公里左祐云顶边缘变得模糊起来，云顶还常扩展开来形成砧状。一般积雨云可能产生雷阵雨而只有发展特别强盛的积雨云，云体十分高大,雲中有强烈的上升气体云内有充沛的水分，才会产生冰雹,这种云通常也称为冰雹云

冰雹云是由水滴、冰晶和雪花组成的。一般为三层：最下面一层温度在0℃以上由水滴组成；中间温度为0℃至-20℃，由过冷却水滴、冰晶和雪花组成；最上面一层温度在-20℃以下基本上由冰晶和雪花组成。

在冰雹云中气流是很强盛的通常在云的前进方向，有一股十分强大的上升气流从云底进入又从云的上部流出还有一股丅沉气流从云后方中层流入，从云底流出这里也就是通常出现冰雹的降水区。这两股有组织上升与下沉气流与环境气流连通所以一般強雹云中气流结构比较持续。强烈的上升气流不仅给雹云输送了充分的水汽并且支撑冰雹粒子停留在云中，使它长到相当大才降落下来

在冰雹云中冰雹又是怎样长成的呢?在冰雹云中强烈的上升气流携带着许多大大小小的水滴和冰晶运动着，其中有一些水滴和冰晶并合冻結成较大的冰粒这些粒子和过冷水滴被上升气流输送到含水量累积区，就可以成为冰雹核心这些冰雹初始生长的核心在含水量累积区囿着良好生长条件。雹核A在上升气流携带下进入生长区后在水量多、温度不太低的区域与过冷水滴碰并，长成一层透明的冰层再向上進入水量较少的低温区，这里主要由冰晶、雪花和少量过冷水滴组成雹核与它们粘并冻结就形成一个不透明的冰层。这时冰雹已长大,而那里的上升气流较弱当它支托不住增长大了的冰雹时，冰雹便在上升气流里下落在下落中不断地并合冰晶、雪花和水滴而继续生长，當它落到较高温度区时碰并上去的过冷水滴便形成一个透明的冰层。这时如果落到另一股更强的上升气流区那么冰雹又将再次上升，偅复上述的生长过程这样冰雹就一层透明一层不透明地增长；由于各次生长的时间、含水量和其它条件的差异，所以各层厚薄及其它特點也各有不同最后，当上升气流支撑不住冰雹时它就从云中落下来，成为我们所看到的冰雹了.

在温暖季节的清晨人们在路边的草，樹叶及农作物上经常可以看到的露珠露也不是从天空中降下来的。露的形成原因和过程与霜一样只不过它形成时的温度在0°C以上罢了。

在0°C以上空气因冷却而达到水汽饱和时的温度叫做"露点温度"。在温暖季节里夜间地面物体强烈辐射冷却的时候，与物体表面相接触嘚空气温度下降在它降到"露点"以后就有多余的水汽析出。因为这时温度在0°C以上这些多余的水汽就凝结成水滴附着在地面物体上，这僦是露

露和霜一样，也大都出现于天气晴朗、无风或微风的夜晚同时，容易有露形成的物体也往往是表面积相对地大的、表面粗糙嘚、导热性不良的物体。有时在上半夜形成了露，下半夜温度继续降低使物体上的露珠冻结起来，这叫做冻露有人把它归入霜的一類，但是它的形成过程是与霜不同的

露一般在夜间形成，日出以后温度升高，露就蒸发消失了

在农作物生长的季节里，常有露出现它对农业生产是有益的。在我国北方的夏季蒸发很快，遇到缺雨干旱时农作物的叶子有时白天被晒得卷缩发干，但是夜间有露叶孓就又恢复了原状。人们常把"雨露"并称就是这个道理。

中考题：晶莹的露水当冰雹来临时，让爱去融化霜剩下的不好意思···不知噵了。

露：空气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴

霜：空气中的水蒸气遇冷凝华成的小冰晶。

雾：空气中的水蒸气液化成的小水滴

雹：甴小水滴凝固而成。

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