Номер 7.59, страница 42 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 7. Испарение, конденсация, кипение - номер 7.59, страница 42.

Условие.

7.59. Глина и тесто при нагревании не размягчаются, а затвердевают. Почему?

Решение.

Затвердевание глины и теста при нагревании объясняется не размягчением, которое характерно для многих простых веществ (например, металлов или воска), а сложными и необратимыми химическими и структурными превращениями, происходящими под действием высокой температуры.

В случае глины, которая в сыром виде представляет собой смесь минеральных частиц и воды, процесс затвердевания (обжиг) включает несколько этапов. Сначала испаряется свободная вода, что делает глину более твердой, но этот процесс обратим. Ключевые изменения происходят при более высоких температурах: из кристаллической решетки минералов удаляется химически связанная вода, что необратимо меняет их структуру. Затем, при дальнейшем нагреве, частицы минералов начинают сплавляться друг с другом (спекаться), образуя единый прочный монолит — керамику. Возникают новые, очень прочные химические связи, которые и определяют высокую твердость конечного изделия.

В случае теста, состоящего в основном из муки (крахмал и белки, такие как глютен) и воды, затвердевание при выпекании также является результатом химических реакций. Во-первых, белки клейковины при нагревании денатурируют — их длинные молекулы меняют свою пространственную структуру и сцепляются друг с другом, создавая жесткий каркас. Этот процесс аналогичен затвердеванию яичного белка при варке. Во-вторых, зерна крахмала поглощают горячую воду и клейстеризуются, то есть превращаются в гель, который при остывании застывает и также способствует упрочнению структуры. Наконец, испарение значительной части воды делает продукт более сухим и твердым.

Таким образом, в обоих случаях нагревание запускает не процессы, ослабляющие связи между частицами, а, наоборот, процессы, создающие новые, более прочные связи и жесткую внутреннюю структуру.

Ответ: Глина и тесто твердеют при нагревании из-за необратимых химических и структурных изменений. В глине происходит удаление химически связанной воды и спекание минеральных частиц с образованием прочной керамической структуры. В тесте происходит денатурация белков и клейстеризация крахмала, которые формируют твердый каркас, а также испарение воды.