Работая над домашним заданием для второй недели курса Harvardx Edx, SPU27x Science & Cooking: From Haute Cuisine to Soft Matter Science, я наткнулся на этот вопрос:
Разница в удельной теплоемкости воды и масла важна для приготовления пищи. Например, масло нагревается быстрее, и у вас меньше шансов пережарить пищу, если вы готовите ее в масле, а не в воде. Кратко объясните эти наблюдения, используя научные идеи этой недели.
Нас просят написать краткий ответ на него, и после его отправки нам дают рубрику оценки и просят провести самооценку. Вот мой ответ:
Хотя верно то, что масло нагревается быстрее, чем вода, из-за его более низкой удельной теплоемкости, это неправда, что пища меньше переваривается, чем вода. Температура кипения масла обычно намного выше, чем у воды (около 250-350 градусов Цельсия по сравнению со 100 градусами Цельсия). Это означает, что при приготовлении пищи в масле очень вероятно, что ваша пища достигнет температуры намного выше, чем если бы она была приготовлена в воде. Зная, что температура жидкости остается постоянной при температуре кипения, пища, приготовленная в воде, никогда не превысит 100 градусов по Цельсию, поэтому у вас меньше шансов сжечь пищу в воде, чем если бы вы готовили в масле, поскольку реакции, которые приводят к ожогам не происходят при этой температуре, но происходят при температуре кипения масел.
и рубрика, которую нам дали, гласит:
Полный ответ содержит как минимум две из следующих идей:
- Нефть имеет более низкую удельную теплоемкость, чем вода.
- Нефть можно нагреть до высоких температур с относительно меньшими затратами энергии, чем воду.
- При фиксированной температуре масло передает тепло пище более постепенно, чем вода при той же температуре.
- В жидкой форме масло можно нагреть до более высокой температуры, чем воду.
Вы можете использовать разные слова для выражения этих понятий, поэтому судите о своем ответе, основываясь на значении вашего ответа, а не ожидая, что ваша формулировка будет точно соответствовать ему.
Так что похоже, что мой ответ сильно отличается от предложенного ответа. В частности, меня смущает тот факт, что в предоставленном ответе прямо не говорится, правда ли, что пища с меньшей вероятностью переваривается в масле. Я также не уверен, почему масло передает тепло пище более постепенно, чем вода.
Я был бы очень признателен, если бы кто-нибудь мог прояснить мои вопросы, а также дать мне некоторые отзывы о моем ответе.
Во-первых, я не думаю, что вопрос, о котором вы спрашиваете, написан хорошо (ваш вопрос об этом вопросе лучше). У нас нет преимущества контекста курса, но сам по себе этот вопрос кажется плохим. Фраза «у вас меньше шансов пережарить пищу» проблематична, потому что методы приготовления пищи на масле и воде совершенно разные, как и следовало ожидать, исходя из удельной теплоты и температуры кипения. Хотя масло может передавать меньше тепла в течение фиксированного периода времени при той же температуре, что и вода, маловероятно, что масло и вода будут иметь одинаковую температуру. Вы просто не готовите на масле и воде одинаково.
В исходном вопросе и ответе термин «переваривание», по-видимому, относится к внутренней температуре пищи. В вашем ответе переваривание рассматривается как горение, что не одно и то же. Возможно, они думают о том случае, когда ваш стейк не будет хорошо прожарен (пережарен), прежде чем вы заметите, что снаружи он неприятно обуглен при жарке на сковороде в масле, но при кипячении стейка может получиться хорошо прожаренный продукт без визуальных признаков.
Переваривать как-то глупо. Это зависит от времени, температуры и скорости теплопередачи.
Утверждение, что вы получите более высокую передачу звука в воде по сравнению с маслом при той же температуре, для меня немного слабое. Да, масло будет охлаждаться (терять температуру) быстрее при контакте с более холодной поверхностью пищи по сравнению с водой из-за более низкой удельной теплоемкости. Но это жидкость, и температура будет довольно постоянной. Эта молекула масла будет быстро заменена другой молекулой. Вязкость влияет на скорость смешивания. Даже находясь в контакте, молекула масла будет получать тепло от молекул позади нее. Я понимаю, что удельная теплоемкость является фактором здесь, но я не уверен, что этого достаточно для измерения. Я бы сказал им то, что они хотят услышать.
Это было бы достаточно просто измерить. Возьмите кастрюлю с водой и кастрюлю с маслом при температуре 180 F. Охладите два термометра в одном стакане воды. Поместите в горшки и посмотрите, какой из них дойдет до 180 F первым. Затем поменяйте местами два термометра.
Продолжаю говорить о том, что вопрос сформулирован плохо/вводит в заблуждение. РЕДАКТИРОВАТЬ: ОК, переформулировка, стыдно за то, что степень по физике искажает удельную теплоемкость.
Что касается удельной теплоемкости, удельная теплоемкость растительных масел составляет примерно половину теплоемкости воды. Это означает, что требуется в два раза больше энергии, чтобы поднять температуру воды на то же число градусов, что и масло, или она выделяет вдвое больше энергии пище, чтобы понизить ее на такое же количество градусов. По сути, это означает, что вода при той же температуре имеет в два раза больше энергии для приготовления, чем масло, поэтому при той же температуре пища будет готовиться быстрее и может быть более склонна к ее перевариванию без добавления дополнительной энергии. Но редко приготовление пищи осуществляется с использованием масла или воды в качестве резервуара тепла, это делается путем постоянного добавления энергии к среде, чтобы попытаться поддерживать постоянную температуру.
Более низкая удельная теплоемкость масла означает, что его легче нагреть или охладить, чем воду, что делает его более эффективным при передаче энергии от источника тепла или из его резерва другому объекту, поэтому оно должно просто готовиться быстрее, чем вода. Для перспективы, в очень округленных числах, удельная теплоемкость воды чуть больше 4, мы не будем использовать единицы, они скучны, но это количество энергии, необходимое для нагревания массы воды на 1 градус. Растительное масло – около 2. Медь, супперэффективная, – 0,385. Чем меньше число, тем лучше он передает тепло.
Жарка на масле при высокой температуре, я бы не стал признавать, что с меньшей вероятностью пережарит пищу, если только не используются плохие нагревательные элементы и небольшой резервуар, который не может поддерживать температуру. Однако он будет иметь тенденцию к пережариванию по-другому, сгорая снаружи, сохраняя при этом некоторую влажность, в то время как переваривание в воде просто высушивает мясо. Но я должен не согласиться с основным утверждением вопроса.
Я думаю, проблема в том, что вы сравниваете жарку, при которой используются более высокие температуры, с кипячением или кипячением, при которых используются более низкие температуры, из-за гораздо более низкой температуры кипения воды.
Если на этот вопрос нужно ответить в контексте приготовления пищи, можно сравнить время, необходимое для приготовления мяса с использованием метода конфи, с варкой на медленном огне или на медленном огне, поскольку обе жидкости для приготовления будут иметь температуру чуть ниже 100 ° C, и можно провести сравнение яблок с яблоками, таким образом работа с его частью «теплообмен при фиксированной температуре».
Да, я не уверен, что утверждение «меньше вероятности быть переваренным» обязательно верно, потому что, если вы не делаете конфи, температура, которую вы используете для воды и масла, редко «фиксируется», когда вы смотрите на оба.
Удельная теплоемкость сама по себе очень мало говорит вам о свойствах теплопередачи конкретной среды, поскольку теплопроводность и вязкость среди прочего будут играть свою роль.
Возможно, наиболее существенным отличием является то, что кипящая вода будет иметь в значительной степени фиксированную и стабильную температуру, т.е. около 100 градусов по Цельсию, и если она не находится в герметичном контейнере (например, в скороварке), она физически не может стать горячее, независимо от того, сколько тепла вы в него вложили. Но это никак не связано с его удельной теплоемкостью. С другой стороны, масло может загореться до того, как достигнет точки кипения, но оно достигнет гораздо более высокой температуры (в зависимости от используемого масла), и поэтому оно намного лучше подходит для быстрого приготовления при высокой температуре.
Таким образом, если вы готовите что-то в кипящей воде, их действительно почти невозможно сжечь (если только кастрюля не выкипит), но все же вполне возможно их переварить.
Сказав, что это не самая важная причина для выбора масла, и вас, скорее всего, будет интересовать то, как среда для приготовления пищи взаимодействует с самой пищей.
- Нефть имеет более низкую удельную теплоемкость, чем вода.
- Нефть можно нагреть до высоких температур с относительно меньшими затратами энергии, чем воду.
- При фиксированной температуре масло передает тепло пище более постепенно, чем вода при той же температуре.
- В жидкой форме масло можно нагреть до более высокой температуры, чем воду.
Вы упускаете главный фактор: психологический. ВЫ с меньшей вероятностью переварите пищу.
«При фиксированной температуре масло передает тепло пище более постепенно, чем вода при той же температуре». совершенно неверное утверждение. Во-первых, при более низкой удельной теплоемкости он быстрее остывает, а затем при более высокой температуре быстрее отдает свое тепло. И поддерживать эту фиксированную температуру намного сложнее, так как, в отличие от воды, она не останавливается на 100 градусах.
Масло нагревается до более высокой температуры при нормальном использовании. Он передает тепло от нагревателя к пище намного быстрее, более высокая температура готовит пищу намного быстрее, его более низкая удельная теплоемкость означает, что передача происходит быстрее, и вы используете гораздо меньше его, чем воды, поэтому опять же, более быстрый нагрев.
Все это будет факторами, которые позволят переваривать пищу очень, очень быстро.
Поэтому, чтобы предотвратить это, вы следите за своей сковородой, постоянно помешиваете, наблюдаете за ней все время, снимаете ее с огня, как только она будет приготовлена - внимательно следите за тем, чтобы не пережарить пищу на протяжении всего процесса.
В случае кипения вы оставляете кастрюлю на плите и делаете что-то еще, пока еда кипит. И вы гораздо более склонны упустить момент приготовления и позволить ему перевариться просто потому, что процесс занимает слишком много времени, чтобы постоянно его контролировать.
В то время как все физические факторы, такие как ограничение температуры, проникновение тепла, распределение тепла и т. д., говорят в пользу воды, когда речь идет о пережаривании, именно потому, что жарка настолько склонна к пережариванию, что требует постоянного внимания, вы с меньшей вероятностью пережарите. что-то с маслом.
Я не опытный химик, поэтому я делаю дикую догадку: может ли это быть связано с тем, что «масло и вода не смешиваются», иначе говоря, с растворимостью и способностью воды лучше проникать через поверхность пищи, которую мы хотим приготовить? Я предполагаю, что большая часть пищи содержит значительное количество воды по сравнению с количеством масла / жира / жира, и что масло готовит пищу только на поверхности, а вода готовит пищу на всем протяжении?
Джейпо
странствующий незнакомец
МаксВт