О чем Эйнштейн рассказал своему повару
Шрифт:
Какие бы способы вы ни использовали, вам в любом случае придется выполнить два совершенно необходимых действия, которые отнимают много времени. Одним из них является передача тепла — речь идет о поступлении тепла внутрь продуктов. Это может быть узким местом во многих «быстрых» рецептах, потому что большинство продуктов являются плохими проводниками тепла. Другим необходимым, но отнимающим много времени шагом являются сами реакции в процессе приготовления пищи. Химические реакции, которые способны сделать сырые продукты вареными или жареными, могут быть довольно медленными.
Микроволновые печи обходят фактор слабой теплопроводности, вырабатывая тепло прямо в самих продуктах. Но вкус многих
Чтобы ускорить тушение, мы хотели бы использовать более высокую температуру, потому что все химические реакции, в том числе и те, что происходят при приготовлении пищи, происходят быстрее при более высоких температурах. Но здесь существует большое препятствие: вода имеет непреодолимый температурный предел в 100 °C, то есть точку ее кипения при высоте на уровне моря. Повысьте интенсивность нагрева до температуры огнемета, и вода или соус, безусловно, будут кипеть быстрее, но они не станут ни на градус горячее.
Возьмите скороварку. Она повышает температуру кипения воды до 120 °C. Каким образом? Я рад, что вы спросили, потому что поваренные книги редко говорят вам об этом, так же как и инструкции, которые идут в придачу к скороваркам.
Чтобы вода закипела, ее молекулам необходимо получить достаточно энергии, чтобы покинуть жидкость и свободно вылететь в воздух в виде пара или газа. Чтобы сделать это, они должны «протолкнуться» сквозь «одеяло» атмосферы, которое покрывает всю нашу планету. Воздух легкий, но он поднимается на высоту 160 км, и поэтому и «одеяло» довольно тяжелое; на уровне моря на каждые 6 см2 приходится вес около 6 кг, то есть квадратный сантиметр весит около 7 кг. В обычных условиях молекулам воды необходимо достичь энергии, эквивалентной температуре 100 °C, прежде чем они смогут протолкнуть это «одеяло» весом в 1 кг на 1 см2 и выкипеть, покинуть жидкость и свободно вылететь в воздух в виде пара или газа.
Теперь давайте нагреем небольшое количество воды в скороварке, которая представляет собой плотно закрытую емкость с небольшим регулируемым клапаном для выпускания воздуха и пара. Когда вода закипает, она производит пар, и если клапан закрыт, давление внутри емкости поднимается. Только после достижения общего давления в 2 кг на 1 см2 — 1 кг атмосферного давления плюс дополнительный 1 кг давления пара — контроллер клапана выпускает избыточное давление пара в кухню. Затем он поддерживает уровень давления в 2 кг на 1 см2.
Чтобы протолкнуться через это более высокое давление «одеяла» и продолжать кипеть, теперь молекулам воды необходимо достичь более высокой энергии, чем раньше. Чтобы преодолеть давление в 2 кг на 1 см2, им требуются энергия, эквивалентная 120 °C, и это становится новой температурой кипения. Высокая температура и высокое давление пара ускоряют приготовление пищи, проникая во все ее части.
Когда вы начинаете нагревать закрытую скороварку, клапан выпускает воздух, пока вода не закипит и не образуется пар. Давление пара удерживается на необходимом уровне в 2 кг на 1 см2 каким-то прибором, ограничивающим давление. Во многих случаях это небольшой грузик на верхней части трубки клапана. Во время приготовления грузик отодвигается в сторону, чтобы выпустить весь пар, давление которого превышает 2 кг на 1 см2 и который шипит, когда выходит, пугая людей и заставляя их думать, что пароварка вот-вот взорвется. Это не так. Чтобы поддерживать давление на заданном уровне, в новых конструкциях пароварок вместо грузика используют пружинный клапан.
Во время приготовления вы регулируете горелку (если у вас газовая плита) или степень нагрева конфорки (если плита у вас электрическая) таким образом, чтобы содержимое скороварки кипело достаточно сильно для поддержания давления пара, но не настолько сильно, чтобы избыточное количество пара терялось через клапан. В любом случае регулятор давления не позволит вам превратить ее в бомбу. По окончании времени приготовления вы охлаждаете кастрюлю, чтобы пар внутри сконденсировался — то есть превратился обратно в жидкость — и снизилось давление. Предохранительное устройство гарантирует вам, что давление снизилось до безопасного уровня (некоторые модели даже не позволят вам открыть их, пока этого не произойдет), после чего вы можете открыть скороварку и подавать готовое блюдо на стол.
Кухонный магнетизм
«Мои соседи переделали свою кухню и установили индукционную варочную панель. Как она работает?»
Индукционные плиты отличаются от электроплит тем, что электрические варочные поверхности вырабатывают тепло благодаря электрическому сопротивлению металла (спирали нагревательного элемента), а индукционные варочные поверхности используют магнитное сопротивление металла, а именно металла самой емкости, в которой мы готовим пищу.
Вот как это работает.
Под этой красивой и гладкой керамической поверхностью варочной панели вашего соседа находится система из нескольких спиралей проводов — как обмотка в трансформаторе. Когда один из нагревательных элементов включен, переменный ток домашней электросети (50 Гц) начинает протекать по нему. В силу причин, в которые мы сейчас не станем вникать, каждый раз, когда электричество проходит через провод, закрученный в спираль, оно заставляет эту спираль вести себя как магнит — с северным и южным полюсами, соответственно. В этом случае из-за того что переменный ток меняет свое направление 100 раз в секунду, магнит также меняет свою полярность туда-сюда те же 100 раз в секунду.
Пока что в кухне незаметно никаких признаков того, что какие-то процессы на самом деле происходят: мы не можем видеть, слышать или чувствовать (ощущать) магнитные поля. Варочная поверхность пока прохладная.
Теперь поместите железную сковороду сверху на нагревательный элемент. Переменное магнитное поле намагничивает железо сначала в одном направлении, а затем в другом, меня полярность 100 раз в секунду. Но намагниченное железо не так-то просто «убедить» сменить свою полярность, и оно достаточно сильно сопротивляется этим колебаниям. Из-за этого значительная часть мощности магнитного поля расходуется впустую, и эта израсходованная энергия проявляется в нагреве железа. В результате нагревается только сковорода. Нет ни огня, ни раскаленной нагревательной спирали, и на кухне не жарко.
Любой намагничиваемый (говоря научным языком, ферромагнитный) металл можно нагреть с помощью этой магнитной индукции. Конечно же, она взаимодействует с железной утварью независимо от того, является она эмалированной или не имеет эмалированного покрытия. Многие виды нержавеющей стали тоже нагреются, хотя и не все. Но ничего не случится с алюминием, медью, стеклом и глиняной утварью. Чтобы узнать, сможет ли та или иная утварь нормально работать в паре с индукционной панелью, возьмите один из этих дурацких магнитиков, что висят на вашем холодильнике, и проверьте, прилипает ли он ко дну посуды. Если это так, то данная посуда сможет выполнять свои функции и на индукционной варочной поверхности.