20个居家生活冷知识：这些细节竟藏着物理定律

在我们日常居家生活中，有许多看似平常的现象，背后却隐藏着奇妙的物理定律。

今天，就来为大家揭秘 20 个这样的居家生活冷知识，让你重新认识熟悉的家。

一、厨房中的物理奥秘

1、烧水时的气泡：

烧开水时，我们会看到从锅底冒出许多气泡。这些气泡在上升过程中会逐渐变大。这是因为水在加热过程中，底部的水先受热变成水蒸气，形成气泡。随着气泡上升，周围水的压强逐渐减小，根据理想气体状态方程PV=nRT（在一定温度下，气体压强P与体积V成反比），气泡内气体压强不变，外界压强变小，所以气泡体积就会不断膨胀变大。

2、菜刀的刀刃：

锋利的菜刀切菜更容易，这利用了压强原理。根据压强公式，如下。

菜刀的刀刃很薄，切菜时与菜的接触面积S很小，在施加相同压力F的情况下，压强P就会很大，从而轻松切断食材。

3、煮饺子的学问：

刚包好的生饺子放入锅中会下沉，煮熟后却会浮起来。这是因为生饺子的密度比水大，所以下沉。而饺子在煮的过程中，内部的空气和水分受热膨胀，使得饺子体积增大，根据阿基米德原理，如下：

饺子排开的水的体积增大，所受浮力增大，当浮力大于饺子自身重力时，饺子就浮起来了。

二、家居用品里的物理智慧

1、热水瓶的保温原理：

热水瓶能够长时间保持水温，是运用了多种物理知识。热水瓶内胆是双层玻璃，中间抽成真空，减少了热传导和对流。因为气体是热的不良导体，真空环境下几乎没有气体，热量难以通过气体传导出去。同时，内胆表面镀银，银可以反射热辐射，减少热量以辐射的形式散失，从而达到良好的保温效果。

2、洗衣机的脱水桶：

洗衣机脱水时，脱水桶高速旋转，衣服上的水会被甩出去。这是利用了离心力原理。当物体做圆周运动时，会产生离心力，如下公式：

（离心力F等于物体质量m乘以角速度ω的平方再乘以圆周运动半径r）

脱水桶高速旋转，角速度ω很大，衣服中的水受到的离心力大于水与衣服之间的附着力，水就会沿着桶壁的小孔被甩出，实现脱水。

3、挂衣钩的秘密：

紧紧地贴在墙上挂东西，是大气压强在起作用。挂衣钩内部被挤压排出空气后，内部气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下，挂衣钩就被紧紧地压在墙上。根据压力公式F=PS（压力F等于压强P乘以受力面积S），由于外界大气压较大，挂衣钩与墙之间产生了较大的压力，足以承受挂在上面的物品重量。

三、日常起居中的物理现象

1、冬天窗户上的水珠：

寒冷的冬天，室内温度较高，空气中含有较多水蒸气，而窗户玻璃温度较低。室内热的水蒸气遇到冷的玻璃，会发生液化现象，变成小水珠附着在玻璃上。这是因为水蒸气遇冷，分子热运动减缓，分子间距离变小，由气态变为液态。

2、走路时的摩擦力：

我们能够正常走路，离不开摩擦力。当我们向前迈步时，脚向后蹬地，地面给脚一个向前的摩擦力。根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等、方向相反，人对地面施加向后的力，地面就对人施加向前的摩擦力，这个摩擦力就是人前进的动力。如果地面过于光滑，摩擦力过小，人就容易滑倒。

3、开门关门的学问：

门的把手通常安装在离门轴较远的地方，这是利用了杠杆原理。以门轴为支点，根据杠杆平衡条件，参考如下：

四、清洁与整理中的物理门道

1、吸尘器的工作原理：

吸尘器能够吸走灰尘和杂物，是基于流体压强与流速的关系。吸尘器内部的电机高速运转，使吸尘器内部空气流速加快，根据伯努利原理，流体流速越大的地方压强越小，所以吸尘器内部压强变小，小于外界大气压。在外界大气压的作用下，灰尘和杂物就被压入吸尘器内。

2、扫帚扫地的技巧：

用扫帚扫地时，扫帚与地面形成一定角度，我们推动扫帚，扫帚对灰尘和垃/圾施加一个向前的力。同时，根据力的分解原理，这个力可以分解为一个水平向前使垃/圾移动的分力和一个垂直向下压紧地面的分力。通过调整扫帚与地面的角度，可以使分力更合理地作用于垃/圾，更有效地将垃/圾扫到一起。

3、晾晒衣服的物理知识：

把洗好的衣服挂在通风处晾晒干得快，这涉及到蒸发的知识。液体蒸发的快慢与液体温度、液体表面积、液体表面空气流速有关。通风处空气流速快，能加快衣服表面水分的蒸发。同时，将衣服展开晾晒，增大了液体表面积，也能加速水分蒸发，使衣服更快晾干。

五、照明与家电中的物理知识

1、白炽灯泡的发光原理：

白炽灯泡通电后发光，是利用了电流的热效应。电流通过灯丝时，灯丝电阻较大，根据焦耳定律，参考如下：

电流在灯丝上产生大量热量，使灯丝温度升高到白炽状态，从而发光。但这种灯泡发光效率较低，大部分电能转化为热能散失了。

2、电视机的成像原理：

传统的 CRT 电视机利用电子枪发射电子束，电子束在磁场的作用下发生偏转，打在荧光屏上，使荧光屏上的荧光粉发光，从而形成图像。这里运用了洛伦兹力原理，电子在磁场中会受到洛伦兹力，参考如下：

通过控制磁场的强弱和方向，可以控制电子束的偏转方向，进而控制荧光屏上不同位置的发光，形成图像。

3、空调的制冷制热原理：

空调制冷时，通过压缩机将制冷剂压缩成高温高压的气体，然后通过冷凝器散热，变成低温高压的液体，再经过节流阀降压后进入蒸发器，在蒸发器中制冷剂迅速汽化，吸收周围空气的热量，使空气温度降低，实现制冷。

制热时则是通过四通阀改变制冷剂的流向，让冷凝器变成蒸发器，蒸发器变成冷凝器，从而实现制热。这一过程利用了物态变化时的吸放热原理，制冷剂汽化吸热、液化放热。

六、其他居家冷知识中的物理定律

1、橡皮筋的弹性：

橡皮筋能被拉长，松手后又能恢复原状，这是因为橡皮筋具有弹性。从微观角度看，橡皮筋由高分子聚合物组成，其分子链在拉伸时会被拉直，分子间距离增大，产生弹性势能。

当外力撤销后，分子链在分子间作用力的作用下恢复原状，弹性势能转化为动能，使橡皮筋恢复原来长度，遵循胡克定律F=kx（在弹性限度内，弹力F与弹簧伸长或压缩的长度x成正比，k为劲度系数）。

2、跷跷板的平衡：

跷跷板利用了杠杆原理。当跷跷板两端的人重量不同时，只要调整他们到支点的距离，使两边的力乘以力臂相等，即满足杠杆平衡条件，跷跷板就能保持平衡。通过改变力臂的长度，可以让较轻的人翘起较重的人。

3、放大镜的原理：

放大镜是一个凸透镜，当物体放在凸透镜的一倍焦距以内时，根据凸透镜成像规律，会成正立、放大的虚像。光线通过凸透镜时发生折射，使物体发出的光线会聚，人的眼睛逆着折射光线看去，就看到了放大的像。这一原理在日常生活中常用于阅读小字、观察细小物体等。

4、声音的传播：

在房间里说话比在空旷的地方声音更响亮，这是因为声音在房间里会发生反射。声音遇到墙壁等障碍物后反射回来，与原声混合在一起，使原声得到加强。

而在空旷地方，声音向四周传播，没有反射声的加强，听起来就比较小。声音的传播速度在不同介质中也不同，在固体中最快，液体次之，气体最慢，这是因为不同介质的分子结构和密度不同。

5、镜子成像：

家里的镜子能成像，是基于光的反射定律。当光线照射到镜子表面时，会发生反射，反射光线的反向延长线会聚形成虚像。根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以我们能在镜子中看到与自己大小相等、左右相反的像。镜子的成像原理在日常生活中应用广泛，如穿衣镜、梳妆镜等。

这些居家生活中的冷知识，是不是让你对身边的物理世界有了全新的认识呢？

其实，生活处处皆物理，只要我们用心观察、思考，就能发现更多有趣的科学奥秘。