真正的基本问题困扰着我...

从数学上讲，200度加热10分钟应该与400度加热5分钟相同，但事实并非如此，对吗？

那么，如果我在450和350下分别煮5分钟而不是在350下分别煮3分钟或7分钟，那有什么区别呢？

哪个“拨号”（时间/温度）以什么方式改变结果？为什么是这样？

这个问题的一个基本错误：400度不是 200度的两倍。温度是所涉及颗粒的动能的量度。可以执行您正在想象的比率的唯一标度是开尔文-必须从绝对零开始测量。

400 F = 477.59 K
200 F = 366.48 K

因此，烤箱中空气的动能在200 F时仅为200时的477/366 = 1.3倍。在简单的情况下，例如蒸发一锅水需要多长时间，则1.3倍可能是非常接近右侧，但如上所述，在实际食物中还有很多其他变量。

所以...

食谱的烘烤时间变化（需要400度30分钟）转换为450个烹饪时间和350个烹饪时间：

400华氏度= 477.594开尔文

477.594 x 30分钟= 14327.82热点

450 F = 505.372 K

14327.82 HP / 505.372 K = 28.35或28分钟21秒

在烹饪特定菜肴时会发生许多“事情”。这些物理和化学（甚至生物）过程需要一定的最佳温度（和湿度）范围，并且需要一定的时间才能完成。

例如，当您烘烤面包时，面团中的酵母仍然可以存活，直到温度升高到足以杀死它为止。随着热量开始使面团凝固，它继续产生气体。面团的凝结应与蓬松面包的气泡最大一样。如果在温度足够高之前产气达到峰值，气泡可能会破裂；如果温度上升太快，面团将凝固得太早。

如果我有一块坚硬的肉，我可以在低温和高水分的条件下将其煮12个小时，使它变嫩（也许可以在炖肉中添加味道）。然后，我可以在非常高的温度下烹饪两分钟，以使表面变成褐色，而不会提高整体温度，因此内部很少见。通常，当干烧肉时，您通常希望内部温度达到一定温度，而又不会使外部干燥过多。因此，这是两个极端之间的平衡。如果您希望内部温度达到150来杀死细菌或寄生虫，您可以想象做12个小时的烹饪直到整块食物达到该温度，然后损失大量水分。您可以将其设置为500，并希望内部加热更快，但是等到内部准备就绪时，外面的肉太热了，甚至开始变黑。在两者之间的某个位置，您可以正确地完成内部装饰，而外部则只有一点褐色和酥脆。

如果您正在烹饪像米饭或豆类这样的种子，则种子需要一定的时间才能吸收水分并变得足够柔软，可以食用；如果温度很高，这种情况会更快发生。在水中烹饪时，您在沸点上有最高温度限制。

因此，通过反复试验（和有根据的直觉）对烹饪指导进行校准，以允许在产生最佳风味和质地的条件下进行不同的化学和物理过程。

的确，烹饪时间与温度之间存在负相关关系：温度越高，烹饪时间越短。但这是高度非线性的。即使您要考虑的事实是，温度是按比例而不是间隔标度（实际零为0开尔文）进行测量的，这仍然对您毫无帮助。

内部温度

首先考虑该过程中比较容易的部分：食物内部温度与食物煮熟度之间的关系。加热烹饪食物正在等待某些热力学变化发生，例如，在肉的情况下，您等待蛋白质变性。这意味着您从相当卷曲的蛋白质分子开始，在经历了足够的布朗运动之后，它就散开了一点，失去了原子之间的一些较弱的键。

在恒定的时间（例如1秒）后，分子发生变性的概率应大致遵循高斯分布，具体取决于食物的温度（温度更高->分子摇动和移动的更多，并更多地碰撞到其他分子中分子，使弱的三元和四元键断裂）：

根据中心极限定理，在食物中的数百万个分子中，上述分布还告诉您，几秒钟后它们将转换为煮熟状态的百分比。这就解释了为什么，如果加热糖浆，就会在给定的温度下几乎立即得到焦糖-您已经达到了这样的温度，超过99％的分子将在一秒钟后转变为焦糖状态- 但是如果您将糖放置很长时间，长时间在较低温度下也会焦糖化。这是因为在每秒一万个分子中的一个分子足够每秒焦糖化之后，您会得到整个糖块焦糖化。另一方面，您的室温太低了，以至于十亿分之一的分子只能在室温下存储的糖中转化，因此必须等待几个世纪才能使所有糖都焦糖化。这是因为您位于曲线最左侧的几乎平坦的位置。

因此，时间和internal food temperature以非常非线性的方式连接。如果您知道高斯曲线的mu和sigma参数，则可以从理论上做出一些预测。但是，它们会随着食品和您想要发生的过程而改变。上面说明的蛋白质变性是一个这样的过程，焦糖化是另一个过程，但受相同的一般关系支配。他们大多数是。（一个例外是像可可脂这样的脆性物质的熔化，它们具有明确定义的熔点）。

实际的计算可能是这样的：在56摄氏度下，一块牛排需要1秒钟才能煮熟（技术上，至少需要99％的肌球蛋白变性）。在55摄氏度下，可能需要半分钟，在54摄氏度下，需要3分钟，在50摄氏度下，需要15分钟，依此类推。我在这里使用随机数，如果您四处寻找急速的弯曲曲线，就可以找到肉的真实数字，我怀疑是否存在其他易于使用的来源，例如焦糖化或淀粉糊化。关键是存在依赖关系，但是您不能直观地预测它，因为它与线性关系有很大的不同，而且大多数人只能直观地预测线性连接。

传播热量

但这变得更加复杂。您不能单独加热每个分子。让我们暂时忘记微波炉，它们对您的帮助不大，而且温度也没有设置。您所拥有的是热源，例如火炉，烤箱或明火，您想将热量传递给食物。热量通过对流，传导和辐射传递到食物的表面，并主要通过固体食物的传导和流体的对流和传导的结合传播到内部。因此，当您将食物表面加热到100摄氏度时，内部温度会降低很多。

加热食物内部需要多长时间？好吧，这主要取决于食物的几何形状及其化学成分。这就解释了为什么告诉您每单位重量在给定时间内烹饪食物的食谱（例如“每250克将肉烤10分钟”）如此糟糕。根据肉的形状，它会花费更长或更短的时间其他因素，例如处理具有紧密细胞壁和低含水量的优质陈年肉，而不是具有较高含水量的PSE肉，也会改变所需的时间。

这些微分方程描述了计算给定温度下烤肉时间所需的实际公式：

我不知道这些变量中的大多数是什么意思，我很高兴不必这样做。当然，其他烹饪过程（如焦糖化或美拉德（产生结皮的过程））将具有不同的方程组，同样复杂。

不需要的更改

有时候，烹饪中有些过程是您不希望发生的。一个例子是食物被烧掉。另一个典型的例子是肉。粗略地说，它由两种蛋白质组成，肌动蛋白和肌球蛋白。它们在不同的温度下变性-它们每个都有自己的曲线，而肌动蛋白则向右移动。当肌球蛋白变性时，肉质medium柔软多汁。如果肌动蛋白也变性，则肉well done变硬或变干。大多数人试图实现的是使肌球蛋白变性，但不改变肌动蛋白。

还有其他不想要的变化，例如燃烧食物或使油变热达到分解点。因此，您通常希望将食物加热，但是经常会有您不想达到的极限。

在实践中

实际上，您只需要忍受降低温度将使您的食物需要更长的时间才能煮熟的知识。如果将其变热，则时间会更短，但是您可能会遇到不必要的温度。您还可以花更少的时间来开发风味，这在某些情况下（例如炖菜）很重要，而在其他情况下（例如煎饼）则不重要。

任何尝试获得比上述精度更高的精度都是不切实际的。实际的关系太复杂了。从理论上讲，可以拟合其值更易于计算的多项式近似值（我认为道格拉斯·鲍德温（Douglas Baldwin）曾经针对特定的一块肉做过一次），但是由于您不知道每种食物要使用的特定参数，因此即使您将计算器放在厨房中也不是一个实际的建议。

最重要的是：不要按时做饭。

无法可靠地计算出何时在给定温度下完成食物。如果食谱作者给您一个近似值，那将是非常不精确的，因为它将取决于您食物的形状，锅的材料和厚度，烤箱的温度偏差等。因此，您甚至无法说例如“我知道300华氏度需要30分钟，我想知道350华氏度需要多长时间”。在非常特殊的条件下只需要30分钟，您可能会在不知不觉中每次烧烤时都使用相同的烤箱，相同的锅和相同的肉店的肉进行复制。

好消息是，您不需要上面的东西就可以做饭。即使您无法计算出上述数值，您的肉也会在烤箱中煮熟。您只需要判断何时将其取出，虽然时间对于该决定来说是没有用的，但还有很多其他更好的迹象可以帮助您做出决定。温度计是最简单的方法，如果没有气味，经验会教您识别出完美的成品，例如气味，可见的线索（例如颜色，质地，蒸气量等）。

达到较高的温度（并减少烹饪时间）通常具有燃烧肉外部并使内部未完全煮熟的一般效果。较长时间的烹饪具有更好地混合风味的效果，并使某些类型的肉变嫩。

在特定情况下，可能可以使用更高的温度，但是仅需少做一点烹饪并不是唯一需要做的事情。还有其他需要纠正的事情，或者需要完成的事情，如果您在较低的温度下烹饪，则没有必要。

Herbivoracious的Michael指出，温度翻倍不会使热量翻一番。这是问题的一部分，但是您可以纠正它，但是您仍然无法获得正确的熟食。

kiamlaluno指出，在烹饪内部食物之前，您将先燃烧外部食物，我认为这更符合您的意思。其背后的原因是热量需要花费一些时间才能到达食物内部。如果您要使用某种理论上的烤箱，以完全相同的速度加热所有食物，那么在较短的时间内以较高的温度烹饪将获得所需的结果。不幸的是，这种设备不存在。传热由牛顿冷却定律（dQ / dt = -h·AΔT）描述

这是我们的问题：

从数学上讲，200度加热10分钟应该与400度加热5分钟相同，但是事实并非如此，对吧？

为了证明两者是不同的，只需要一个单独的示例即可。

考虑煮鸡蛋。如果长时间在105华氏度（40摄氏度）中煮鸡蛋，则蛋黄和蛋清都不会凝固。

如果您以160华氏度（70摄氏度）的温度进行烹饪，则最终会得到一个煮熟的鸡蛋。

蛋清和蛋黄由蛋白质组成。当蛋白质加热到一定温度时，蛋白质将变性。对于鸡蛋，化学反应（变性）在较低温度下不会被激活。

简而言之，如果您以400度的温度烘烤食物，那么它在外面的烹饪速度会更快，因此，如果您在较低的温度下烹饪，它将在外面变得过于煮熟，而在内部的烹饪不足，这将使烹饪更加均匀，如果您将食物自带（如果是肉或冷的东西）在烹饪之前达到室温，则烹饪也将更均匀，更快。