Чому нафта передає тепло їжі поступово, ніж вода?

Працюючи над домашнім завданням на 2-му тижні курсу Edvard Harvardx, SPU27x Science & Cooking: From Haute Cuisine to Science Matter Science, я натрапив на це питання:

Різниця в питомому нагріванні води та масла важлива для приготування їжі. Наприклад, масло нагрівається швидше, і ви менше шансів перепекти їжу, якщо готувати її в маслі, ніж у воді. Коротко поясніть ці спостереження, використовуючи наукові ідеї цього тижня.

Нас просять написати коротку відповідь на нього, і після його подання нам дають рубрику про оцінку та просять зробити самооцінку. Ось моя відповідь:

Хоча це правда, що нафта нагрівається швидше, ніж вода через меншу питому теплоємність, але неправда, що їжа рідше перегрівається, ніж вода. Температура кипіння олії, як правило, набагато вище, ніж у води (приблизно 250-350 градусів Цельсія порівняно зі 100 градусами Цельсія). Це означає, що при приготуванні їжі в маслі, велика ймовірність, що ваша їжа досягне температури, значно вищої, ніж якби їх варили у воді. Знаючи, що температура рідини залишається постійною у точці кипіння, їжа, приготована у воді, ніколи не перевищить 100 градусів Цельсія, тому ви рідше спалюєте їжу у воді, ніж якби готували в маслі, оскільки реакції, які призводять до опіків не виникають при цій температурі, але відбуваються в точці кипіння масел.

а рубрика, яку нам дають, говорить:

Повна відповідь містить щонайменше дві наступні ідеї:

• Нафта має нижчу питому теплоту, ніж вода.
• Нафта може нагріватися до високих температур з відносно меншим входом енергії, ніж вода.
• При фіксованій температурі олія передає тепло поступово їжі, ніж вода при тій же температурі.
• У рідкому вигляді масло може нагріватися до більш високої температури, ніж вода.

Ви можете використовувати різні слова, щоб висловити ці поняття, тому оцініть свою відповідь, виходячи зі значення вашої відповіді, а не очікуйте, що формулювання точно відповідає цьому.

Так виглядає, що моя відповідь сильно відрізняється від запропонованої відповіді. Зокрема, я розгублений, що надана відповідь не чітко стосується того, чи правда, що їжа рідше перегрівається в олії. Я також не впевнений, чому нафта передає тепло поступово їжі, ніж вода.

Я дуже вдячний, якби хтось міг уточнити мої запитання, а також дати мені відгуки щодо моєї відповіді.

По-перше, я не думаю, що питання, про яке ви ставите, написане добре (ваше питання щодо цього питання краще). Ми не маємо користі від контексту курсу, але тільки це питання видається поганим. Фраза «у вас менше шансів перепекти їжу» є проблематичною, оскільки методи приготування їжі з олією та водою є зовсім різними, як можна було б очікувати, виходячи з конкретних температур нагрівання та кипіння. Хоча нафта може передавати менше тепла протягом певного періоду часу при тій же температурі, що і вода, навряд чи ви матимете масло та воду при тій же температурі. Ви просто не готуєте олію та воду однаково.

У первісному запитанні та відповіді термін «горіння», схоже, позначає температуру основної їжі. Ваша відповідь розглядає перегорання як спалювання, що не те саме. Можливо, вони замислюються про випадок, коли ваш стейк не вийде добре (переварився), перш ніж ви помітите зовні, неприємно обвуглюється при обсмажуванні олії на сковороді, але кип'ятіння біфштексу може призвести до того, що вже вийшов добре зроблений продукт без візуальних вказівок.

Overcook - це щось нерозумно. Це залежить від часу, температури та швидкості передачі тепла.

Твердження про те, що ви отримаєте більш високий рівень переносу у воді порівняно з маслом при тій же температурі, для мене трохи слабке. Так, масло охолоне (втратить температуру) швидше при контакті з більш прохолодною поверхнею їжі порівняно з водою через меншу питому теплоту. Але це рідина і температура буде досить постійною. Ця молекула масла буде швидко замінена іншою молекулою. В'язкість впливала б на швидкість перемішування. Навіть при контакті молекула масла буде отримувати тепло від молекул, що знаходяться за нею. Я отримую, що специфічне тепло тут є фактором, але я не переконаний, що достатньо фактору для вимірювання. Я б сказав їм, що вони хочуть почути.

Це було б досить просто виміряти. Отримайте горщик з водою і каструлю з маслом по 180 Ф. Остудіть два термометри в одному склянці води. Помістіть у горщики і подивіться, який спочатку добирається до 180 F. Потім поверніть два термометри.

Перейдемо до питання про те, що питання є поганим / оманливим. РЕДАКТ: Добре, переформулювання слова, бентежить фізичну ступінь, щоб неправильно представити тепло.

Що стосується конкретної теплової частини питання, то питома теплота рослинних масел становить приблизно половину теплової маси води. Це означає, що для підвищення температури води на стільки ж градусів, що й олія, потрібно приблизно вдвічі більше енергії, або вона виділяє в їжу вдвічі більше, щоб знизити її на таку ж кількість. Ефективно, це означає, що вода при одній і тій же температурі має вдвічі більше енергії для приготування їжі, ніж масло, тому при тій же температурі їжа буде готуватися швидше і може бути більш схильною до перегрівання, не додаючи додаткової енергії. Але рідко кулінарія робиться, використовуючи масло або воду в якості теплового резервуару, це робиться шляхом постійного додавання енергії в носії, щоб спробувати підтримувати дещо постійну температуру.

Нижча питома теплота нафти означає, що її нагрівати або охолоджувати легше, ніж воду, що робить її більш ефективною при передачі енергії з джерела тепла або з її резерву, на інший об'єкт, тому він повинен просто готуватися швидше, ніж вода. В перспективі, в дуже округлих числах питома теплоємність води трохи більше 4, ми будемо ігнорувати одиниці, вони нудні, але це кількість енергії, необхідної для нагрівання ваги води на 1 градус. Рослинна олія, приблизно 2. Мідь, яка вечеряє ефективно, становить 0,385. Чим менше їх кількість, тим краще вона передає тепло.

Смаження високої температури олії, я не визнаю, є меншою ймовірністю перегрівати їжу, якщо не будуть використані погані нагрівальні елементи та невеликий резервуар, який не може підтримувати температуру. Однак воно, як правило, по-іншому перепечеться, спалюючи зовні, зберігаючи деяку вологу, в той час як перегрівання у воді просто висушить м'ясо. Але мені доведеться не погодитися з основним твердженням питання.

Я думаю, що проблема полягає в тому, що ви порівнюєте смаження, яке використовує більш високі температури для кипіння або кипіння, яке використовує нижчі температури через значно нижчу температуру кипіння води.

Якщо на це хочеться відповісти в контексті приготування, можна порівняти час, необхідний для приготування м'яса, використовуючи метод конфідтації та бракування на варінні, оскільки обидві рідини для приготування їжі будуть трохи нижче 100 С, і порівняння яблук з яблуками може бути зроблено, таким чином справу з частиною його "теплопередачі при встановленій температурі".

Так, я не впевнений, що річ "менше шансів перепектися" обов'язково відповідає дійсності, оскільки, якщо ти не робиш конфідіту, температура, яку використовуєш для води проти масла, рідко "фіксується", коли дивишся на обидва.

Питома теплоємність сама по собі дуже мало розповідає про властивості теплопередачі певного середовища, оскільки теплопровідність та в'язкість серед інших речей відіграватимуть важливу роль.

Мабуть, найзначніша відмінність полягає в тому, що кипляча вода буде мати досить фіксовану і стабільну температуру, тобто близько 100 градусів С, і якщо вона не знаходиться в герметичній ємності (тобто плиті під тиском), вона фізично не може отримати гарячішу, ніж та, незалежно від скільки тепла ви вклали в нього. Але це не має нічого спільного з його конкретною теплоємністю. З іншого боку, масло, ймовірно, може загорітися до того, як воно досягне температури кипіння, але воно досягне набагато вищої температури (залежно від використовуваної олії), і так набагато краще для швидкої, високотемпературної варіння.

Тож якщо ви готуєте речі у киплячій воді, то насправді їх неможливо спалити (якщо тільки горщик не закипить), але все-таки цілком можливо їх переварити.

Сказавши, що це не найважливіша причина вибору будь-якої олії, і ви набагато більше шансів зацікавитись тим, як кулінарна середовище взаємодіє з самою їжею.

• Нафта має нижчу питому теплоту, ніж вода.
• Нафта може нагріватися до високих температур з відносно меншим входом енергії, ніж вода.
• При фіксованій температурі олія передає тепло поступово їжі, ніж вода при тій же температурі.
• У рідкому вигляді масло може нагріватися до більш високої температури, ніж вода.

Вам не вистачає основного чинника: психологічного. ВИ менше шансів перекусити їжу.

"При фіксованій температурі олія передає тепло поступово їжі, ніж вода при тій же температурі". є абсолютно неправильним твердженням. По-перше, при меншій питомій температурі воно швидше охолоне, а потім при більш високій температурі швидше передасть своє тепло. І підтримувати цю фіксовану температуру набагато важче, оскільки на відміну від води, вона не зупиняється на 100С.

Масло нагрівається до більш високої температури при звичайному використанні. Він передає тепло від пічного нагрівача до їжі набагато швидше, більш висока температура готує їжу набагато швидше, її нижча питома теплоємність означає, що передача відбувається швидше, а ви використовуєте набагато менше її, ніж вода, тому знову швидше.

Все це були б чинниками, які дозволяли б переварити їжу дуже швидко.

Щоб запобігти цьому, ви спостерігаєте за своєю сковородою, постійно помішуйте, спостерігайте за нею, знімайте її з тепла, як тільки вона вариться - зверніть пильну увагу, щоб не перегодувати їжу протягом усього процесу.

У разі закипання ви залишаєте горщик на плиті та йдете робити щось інше, поки їжа закипить. І ви набагато більш схильні пропускати момент приготування, і нехай він перевариться, просто тому, що процес займає занадто довго, щоб його постійно контролювати.

Хоча всі фізичні фактори - наприклад, обмеження температури, проникнення тепла, розподіл тепла і так далі, говорять на користь води, коли мова йде про перегрівання, саме тому, що смаження настільки схильне до перегріву, що вимагає постійної уваги, ви менше шансів перегріти. щось з маслом.

Я не є експертом-хіміком, тому я тут дивно здогадуюсь: чи може бути про "масло і вода не змішуються", так само розчинність і здатність води краще проникати на поверхню їжі, яку ми хочемо приготувати? Я б припустив, що більшість їжі містить значну кількість води порівняно з кількістю олії / жиру / жиру, і що масло готує їжу лише на поверхні, поки вода готує їжу на всьому протязі?