Атомы у нас дома. Удивительная наука за повседневными вещами - Крис Вудфорд Страница 61

Приготовление пищи в духовке

За миллионы лет с того времени, когда наши доисторические предки готовили кабана на вертеле над костром, до приготовления семейного воскресного обеда в конвекционной духовке принципиально ничего не изменилось. В духовке используются все три способа передачи тепла: теплопередача, конвекция и излучение. Если в духовке есть металлические тэны (трубчатые электронагреватели), при их разогреве начинается процесс конвекции: горячий воздух перемешивается внутри. В процессе теплопередачи этот воздух разогревает находящийся в духовке пищевой продукт. Некоторое количество тепла попадает на него непосредственно от разогретых докрасна тэнов (если они открыты), часть поступает от поддона и стенок духовки. Конвекционные духовки готовят быстрее за счет более активного воздухообмена в горячей зоне.

Приготовление пищи на плите

Когда мы варим суп в кастрюльке, то пользуемся принципом конвекции. Сама кастрюлька разогревается в результате теплопередачи. Изначально она нагревает суп тоже путем теплопередачи. Густой слой жидкости на дне расширяется и становится жиже. Это заставляет его всплывать вверх и «включает» конвейерную ленту конвекции: теплые слои (с большей энергией) поднимаются, опуская вниз холодные. В итоге вся жидкость в кастрюльке равномерно разогревается.

Если вы не будете помешивать жидкость в кастрюле, то могут произойти две вещи. Часть супа внизу, около дна, может прилипнуть к нему и подгореть в результате активной теплопередачи. Она также создаст теплоизолирующий слой между огнем, днищем кастрюльки и более холодным верхним слоем, подавляя конвекцию или вовсе останавливая ее. Этим объясняется то, что у вас может подгореть нижний слой супа у дна кастрюли, а верхний при этом останется холодным. Если вы присмотритесь к процессу конвекции в кастрюльке, то иногда сможете увидеть много независимых точек кипения на поверхности. Там ваш суп (или что вы варите) поднимается наверх и опускается вниз. Каждое такое место – маленький вертикальный конвейер поднимающихся теплых и опускающихся холодных слоев. Этот эффект называется конвективными ячейками Рэлея – Бенара. Если у ваших любимых кастрюлек есть на днище узор, он может стать причиной возникновения ячеек конвекции. Узоры активизируют процесс и, по моим наблюдениям, делают такие ячейки заметными, особенно когда я готовлю рис или вермишель на большом огне.

Микроволновые печи

Главный недостаток любой плиты, в том числе конвекционной, в том, что она должна создать достаточно высокую температуру, чтобы приготовить ужин. Микроволновые печи гораздо быстрее и удобнее, потому что используют в своей работе сверхвысокочастотное (СВЧ), то есть микроволновое, излучение. В них алюминиевому контейнеру с едой для разогрева не нужно проводить полчаса в какой-то горячей зоне.

Как работает микроволновка? Энергия микроволн заставляет молекулы воды, содержащиеся в пище, колебаться быстрее. А поскольку при их колебаниях создается тепло, оно может сообщаться продуктам, которые вам необходимо приготовить. Часто говорят, что в микроволновках процесс приготовления пищи идет «изнутри», но это не совсем верно. Да, микроволны быстрее готовят пищу, в которой есть вода. Черствый кусок яблочного пирога будет разогреваться от центра к краю просто потому, что в центре он более влажный. Что-то более однородное, например кусок мяса, будет разогреваться более ровно и по направлению внутрь. Внешняя часть будет нагреваться и отдаст свое тепло внутрь в процессе теплопередачи, как в обычной духовке.

Инфракрасные грили и галогеновые жаровни

Грили и инфракрасные жаровни, которые разогреваются докрасна, переносят тепло в основном за счет излучения, как и гудящие костры в летних лагерях. Поэтому грили могут располагаться над кусками свинины и тостами с сыром и эффективно разогревать их, хотя большая часть их энергии вообще не попадает на объект приготовления (уходя вверх и вниз от него). Галогеновые лампы готовят еду с помощью инфракрасного излучения. Эффект нагревания появляется от них очень быстро, как от газовой горелки. В отличие от электрической плиты, их разогрева долго ждать не нужно. Но стекло галогеновой лампы тоже становится очень горячим, так что здесь тоже имеет место некоторая теплопередача.

Индукционные плиты

В индукционных плитах используется самый продвинутый в научном смысле способ приготовления пищи. В отличие от других технологий, они не создают непосредственного тепла. Они обеспечивают переменное электромагнитное поле в металлическом корпусе обычной кастрюли или сковородки. Оно создает токи, которые называются вихревыми (токами Фуко). В отличие от обычного тока вихревые никуда не текут. Они вращаются вокруг внутренней кристаллической решетки металлической посуды, преобразуя электромагнитную энергию в тепло. При этом разогревается сама кастрюля или сковородка. Недостаток этой технологии в том, что посуда для приготовления пищи должна быть обязательно металлической, чтобы на нее воздействовало магнитное поле. Алюминиевая не подойдет: алюминий – немагнитный металл.