Почему масло передает тепло пище более постепенно, чем вода?

Работая над домашним заданием для второй недели курса Edx в Гарварде «Наука и кулинария SPU27x: от изысканной кухни до науки о мягких вещах», я столкнулся с этим вопросом:

Разница в удельных теплотах для воды и масла важна для приготовления пищи. Например, масло нагревается быстрее, и вы вряд ли будете пережаривать пищу, если будете готовить 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 предоставления нам дают оценочную рубрику и просят провести самооценку. Вот мой ответ:

Хотя это правда, что масло нагревается быстрее, чем вода из-за его более низкой удельной теплоемкости, это не правда, что пища с меньшей вероятностью будет переварена, чем вода. Температура кипения масла, как правило, намного выше, чем у воды (около 250-350 градусов по Цельсию по сравнению со 100 градусами Цельсия). Это означает, что когда вы готовите пищу 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 вы с меньшей вероятностью будете сжигать пищу в воде, чем если бы вы готовили в масле, поскольку реакции, приводящие к ожогам не происходят при этой температуре, но происходят в точке кипения масла.

и рубрика нам дана состояния:

Полный ответ содержит как минимум две из следующих идей:

• Масло имеет меньшую удельную теплоемкость, чем вода.
• Масло можно нагревать до высоких температур при относительно меньших затратах энергии, чем вода.
• При фиксированной температуре масло передает пищу более постепенно, чем вода при той же температуре.
• В жидком виде масло можно нагревать до более высокой температуры, чем вода.

Вы можете использовать разные слова для выражения этих понятий, поэтому оцените свой ответ на основе значения вашего ответа, а не ожидайте, что ваша формулировка точно соответствует этому.

Похоже, мой ответ сильно отличается от предложенного. В частности, меня смущает, что в представленном ответе явно не говорится, правда ли, что пища с меньшей вероятностью переваривает масло. Я также не уверен, почему масло передает тепло более постепенно, чем вода.

Я был бы очень признателен, если бы кто-нибудь мог уточнить мои вопросы, а также дать мне несколько отзывов о моем ответе.

Во-первых, я не думаю, что вопрос, который вы задаете, написан хорошо (ваш вопрос по этому вопросу лучше). У нас нет пользы от контекста курса, но в одиночку этот вопрос кажется плохим. Фраза «у вас меньше шансов пережарить пищу» проблематична, потому что методы приготовления пищи с маслом и водой совершенно разные, как и следовало ожидать, исходя из конкретных температур и температур кипения. Хотя масло может передавать меньше тепла в течение фиксированного периода времени при той же температуре, что и вода, маловероятно, чтобы масло и вода имели одинаковую температуру. Вы просто не готовите с маслом и водой одинаково.

В первоначальном вопросе и ответе термин «переварка», по-видимому, относится к базовой температуре пищи. Ваш ответ рассматривает переваривание как горение, что не одно и то же. Возможно, они думают о случае, когда ваш бифштекс не будет хорошо сделан (переварен), пока вы не заметите, что внешняя поверхность неприятно обугливается при жарке на сковороде в масле, но кипячение бифштекса может привести к получению хорошо сделанного продукта без визуальной индикации.

Пережарить глупо. Это зависит от времени, температуры и скорости теплопередачи.

Утверждение, что вы получите более высокий уровень передачи звука в воде по сравнению с маслом при той же температуре, немного слабовато для меня. 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 перемешивания. Даже находясь в контакте, молекула масла будет получать тепло от молекул позади нее. Я получаю Теплоемкость фактор здесь , но я не уверен , что это достаточно фактора, подлежащего измерению. Я бы сказал им, что они хотят услышать.

Это было бы достаточно легко измерить. Получите горшок с водой и горшок с маслом каждый при температуре 180 F. Охладите два термометра в одном стакане воды. Разместите в горшках и посмотрите, какой из них сначала дойдет до 180 F. Затем поменяйте местами два термометра.

Собираюсь говорить о том, что вопрос плохо сформулирован. РЕДАКТИРОВАТЬ: ОК, переписать, смущенный для степени физики, чтобы искажать удельную теплоемкость.

Что касается удельной теплоемкости вопроса, удельная теплоемкость растительных масел составляет около половины теплоемкости воды. Это означает, что для повышения температуры воды на столько же градусов, что и для масла, требуется примерно вдвое больше энергии, или для того, чтобы снизить ее в одинаковом количестве, пище нужно вдвое больше. Фактически это означает, что вода при той же температуре в два раза больше энергии для приготовления пищи, чем масло, поэтому при той же температуре пища будет готовиться быстрее и может быть более склонной к перевариванию без добавления дополнительной энергии. Но приготовление пищи редко осуществляется с использованием масла или воды в качестве резервуара тепла, это делается путем постоянного добавления энергии в среду, чтобы попытаться поддерживать несколько постоянную температуру.

Более низкая удельная теплоемкость масла означает, что его легче нагревать или охлаждать, чем воду, что делает его более эффективным при передаче энергии от источника тепла или из его запаса другому объекту, поэтому он должен просто готовить быстрее, чем вода. Для перспективы, в очень округленных числах, удельная теплоемкость воды чуть больше 4, мы будем игнорировать единицы, они скучны, но это количество энергии, необходимое для нагрева веса воды на 1 градус. Масло растительное, около 2. Медь, эффективный ужин, 0,385. Чем меньше число, тем лучше при передаче тепла.

Жарить на масле при высокой температуре, я бы не допустил, вряд ли переварите пищу, если только не используются плохие нагревательные элементы и небольшой резервуар, который не может поддерживать температуру. Однако он склонен переваривать пищу по-разному, сжигая снаружи, сохраняя при этом некоторое увлажнение, а переваривание в воде просто высушивает мясо. Но мне придется не согласиться с основным утверждением вопроса.

Я думаю, что проблема в том, что вы сравниваете жарку, которая использует более высокие температуры с кипением или кипением, которая использует более низкие температуры из-за значительно более низкой температуры кипения воды.

Если на этот вопрос нужно ответить в контексте приготовления, можно сравнить время, необходимое для приготовления мяса, используя метод конфит против варки или варки на медленном огне, поскольку обе жидкости для приготовления пищи будут немного ниже 100 ° C, и можно сравнить яблоки с яблоками, таким образом имея дело с «теплопередачей при фиксированной температуре», ее часть.

Да, я не уверен, что «менее вероятная переварка» - это правда, потому что, если вы не делаете конфит, температура, которую вы используете для воды против нефти, редко «фиксируется», когда вы смотрите на оба.

Удельная теплоемкость сама по себе очень мало говорит о свойствах теплопередачи конкретной среды, поскольку теплопроводность и вязкость, помимо прочего, будут играть свою роль.

Возможно, наиболее существенным отличием является то, что кипящая вода будет иметь достаточно фиксированную и стабильную температуру, то есть около 100 градусов по Цельсию, и, если она не находится в герметичном контейнере (то есть в скороварке), она физически не может нагреваться сильнее, чем та, независимо от того, сколько тепла вы положили в него. Но это никак не связано с его удельной теплоемкостью. С другой стороны, масло может загореться до того, как оно достигнет точки кипения, но достигнет гораздо более высокой температуры (в зависимости от используемого масла), что намного лучше для быстрого приготовления при высокой температуре.

Таким образом, если вы готовите вещи в кипящей воде, их практически невозможно сжечь (если котел не вскипит), но все же можно полностью переварить их.

Сказав, что это не самая важная причина выбора масла, вы гораздо больше заинтересованы в том, как среда для приготовления пищи взаимодействует с самой пищей.

• Масло имеет меньшую удельную теплоемкость, чем вода.
• Масло можно нагревать до высоких температур при относительно меньших затратах энергии, чем вода.
• При фиксированной температуре масло передает пищу более постепенно, чем вода при той же температуре.
• В жидком виде масло можно нагревать до более высокой температуры, чем вода.

Вы упускаете основной фактор: психологический. ВЫ реже пережариваете еду.

«При фиксированной температуре масло передает пищу более постепенно, чем вода при той же температуре». это совершенно неверное утверждение. Во-первых, при более низкой удельной теплоемкости он быстрее остынет, а затем при более высокой температуре он будет быстрее передавать свое тепло. И поддерживать эту фиксированную температуру намного сложнее, так как в отличие от воды она не останавливается при 100 ° C.

Масло нагревается до более высокой температуры при нормальном использовании. Он передает тепло от нагревателя печи к пище гораздо быстрее, более высокая температура готовит еду намного быстрее, ее меньшая удельная теплоемкость означает более быструю передачу, и вы используете ее гораздо меньше, чем воду, и, опять же, более быстрое нагревание.

Это все факторы, которые позволят переваривать еду очень быстро.

Поэтому, чтобы предотвратить это, вы следите за своей неглубокой сковородой, продолжаете помешивать, наблюдаете за ней все время, снимаете ее с огня, как только она готовится - обратите особое внимание, чтобы не пережарить пищу на протяжении всего процесса.

В случае варки, вы оставляете кастрюлю на плите и идете делать что-то еще, пока еда кипит. И вы гораздо более склонны пропускать момент, когда он готовится, и позволять его пережаривать, 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 переваривании, именно потому, что жарка настолько склонна к перевариванию, что требует постоянного внимания, вероятность того, что вы переварите ее, меньше что-то с маслом.

Я не эксперт-химик, поэтому здесь у меня возникает дикая догадка: может ли это быть из-за того, что «масло и вода не смешиваются», то есть растворимости и способности воды лучше проникать сквозь поверхность пищи, которую мы хотим приготовить? Я предполагаю, что большинство продуктов 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?