Физика повседневности. От мыльных пузырей до квантовых технологий

Пока волчок вращается достаточно быстро, ось его вращения остается вертикальной. Момент импульса волчка относительно точки C отмечен белой стрелкой. В отличие от случая вращения идеального волчка без трения, в рассматриваемом случае он полностью не сохраняется, однако две его проекции все же остаются неизменными (отмечены красным): вертикальная компонента и проекция момента импульса, направленная вдоль оси симметрии волчка. Правый волчок (b), сплющенный, более устойчив, чем левый, вытянутый (a)

Чем вареное яйцо отличается от сырого?

Конечно, в первую очередь яйца используются в качестве еды, а не игрушек. Есть множество способов их приготовления: яйцо, сваренное вкрутую, в мешочек, всмятку, яичница-глазунья, яйцо пашот… При этом возникают практические вопросы: сколько минут следует варить яйцо, чтобы оно получилось всмятку, а не вкрутую? Зачем яйца варят в соленой воде? Почему после варки яйца сразу же погружают в холодную воду? Прежде чем ответить на эти вопросы, давайте составим некоторое представление о физико-химических процессах, происходящих в ходе приготовления яйца.

Внутренняя часть яйца состоит в основном из воды и белков (протеинов) (см. главу 17, врезку «Белки, цепочки аминокислот»). В организме эти длинные молекулы обеспечивают многие важные функции, такие как работа мышц, катализ химических реакций или перенос других молекул. Чтобы выполнять эти задачи, они, располагаясь в пространстве надлежащим образом, принимают ту или иную форму. Иногда эта конфигурация меняется в результате повышения температуры или изменения кислотности среды: белки сворачиваются и принимают форму, которая больше не позволяет им выполнять свои биологические функции. Этот процесс называют денатурацией.

С гастрономической точки зрения денатурированные белки часто оказываются более вкусными и более приемлемыми для процесса пищеварения, чем до их приготовления. Благодаря своей способности сцепляться белки могут образовывать сети, что, например, позволяет сделать суп более густым или заварить желе. В вареном яичном белке такая сеть связывает молекулы воды. Именно благодаря этому белок способен затвердевать: ведь почти на 90 % он состоит из воды. Помимо водорода, кислорода и азота, белки часто содержат серу. Таковы белки, содержащиеся в яйце, при разложении которого выделяется известный своим неприятным запахом газ – сероводород (H₂S). Именно он придает запах тухлых яиц некоторым термальным источникам!

Белки, цепочки аминокислот

Белки являются результатом соединения большого количества аминокислот, которые образуют длинные цепочки. Все известные в природе белки являются теми или иными комбинациями 22 различных аминокислот. Их молекулы характеризуются наличием группы NH₂ (так называемые амины) и группой COOH (карбоксил, с кислотными свойствами), причем обе из них связаны с одним и тем же атомом углерода. Кроме того, последний связан еще и с группой атомов, специфичной для каждой из аминокислот.

Реакция между двумя аминокислотами приводит к возникновению молекулы воды и иной молекулы, которая белком еще не является. А вот после как минимум пятидесяти таких реакций (обычно их намного больше) полученная длинная молекула уже может называться белком.

При определенных условиях и в присутствии воды белок подвергается обратной реакции – гидролизу. Эта реакция происходит в желудке, где пища погружается в очень кислую среду: она дает аминокислоты, требуемые для синтеза необходимых нам белков.