为什么油比水更缓慢地将热量传递给食物?


13

在处理哈佛大学Edx课程第二周的作业SPU27x科学与烹饪:从高级烹饪到软物质科学的作业时,我遇到了一个问题:

水和油的比热差异对于烹饪很重要。例如,油加热得更快,如果用油而不是水烹饪,则煮得太少了。使用本周的科学思想简要解释这些观察结果。

我们被要求对此做一个简短的答复,并在提交后给我们一个评分标准并要求进行自我评估。这是我的回复:

确实,由于油的比热较低,油的加热速度比水快,但与水相比,食物煮得太少的事实并非如此。油的沸点通常比水的沸点高得多(约250到350摄氏度,而100摄氏度)。这意味着在用油烹饪食物时,食物的温度很可能会比在水中煮的温度高得多。知道液体的温度在沸点保持恒定,在水中煮的食物绝不会超过100摄氏度,因此与在油中煮相比,在水中煮食物的可能性较小,因为这种反应会导致灼伤不会在该温度下发生,但会在油的沸点中发生。

而给我们的标题是:

完整的答案至少包含以下两个想法:

  • 石油的比热低于水。
  • 可以以比水小的能量输入将油加热到高温。
  • 在固定温度下,油在相同温度下比水更缓慢地将热量传递给食物。
  • 液体形式的油可以比水加热到更高的温度。

您可以使用不同的词来表达这些概念,因此请根据回答的含义来判断您的回答,而不是期望您的措辞与之完全匹配。

因此,看来我的回答与建议的答案完全不同。尤其是,我感到困惑的是,所提供的答案并未明确解决食品是否真的不太可能在石油中过度烹制。我也不确定为什么油比水更热地将热量传递给食物。

如果有人能澄清我的问题,并给我一些反馈,我将非常感激。


6
较低的比热意味着油将加热得更快,这意味着您会更快地获得有关结果的反馈,这意味着您可以更快地做出反应,这意味着您可以防止燃烧。这也意味着,在移除热源之后,机油冷却得更快。尝试穿牛仔布并站在热源(例如电加热器)旁边。几秒钟后,您不会感到发烫;但是,在为时已晚之后,您会突然感到灼热。那是较高比热的危险。
jpaugh

在不陷入无休止的细节的情况下,油炸的大部分过程都涉及将食物内部已经存在的水加热到其蒸发温度,然后将其蒸发。汽化的热量很大,当您在100°C低温下(也就是在水中沸腾)发酵时,这并不是真正的问题。
Wayfaring Stranger

问题和答案似乎是由试图应用化学的家庭经济学专业完成的。没有人会用温度计将一大锅油加热到100摄氏度,然后将其中的食物灌入锅中。因此,从实际的角度来看,这个问题没有任何意义。您通常会在180°C的温度下煎炸。即使油的热容量较低,较高的温度也会导致热量向食物的净传递更快。
MaxW

Answers:


10

首先,我认为您所提出的问题写得不好(您对此问题的回答更好)。我们没有从课程背景中受益,但仅此一个问题似乎很糟糕。短语“您不太可能煮得过多”是有问题的,因为用油和水烹饪的技术有很大不同,这是基于比热和沸点所期望的。尽管油在与水相同的温度下的固定时间段内传递的热量较少,但油和水在相同温度下的可能性不大。您根本不会以相同的方式用油和水烹饪。

在最初的问题和答案中,“过度烹饪”一词似乎是指食物的核心温度。您的答案将过度烹饪视为燃烧,这不是一回事。也许他们正在考虑这样一种情况:您的牛排在油锅中煎炸时会发现外面不愉快地焦化,然后才做得不好(过度煮熟),但是煮沸牛排可能会导致成品做得不好而没有视觉效果。


1
我同意“不太可能过度烹饪”是有问题的。只有当您不向系统中添加额外的能量(即,将其取走热量)并且两者都处于相同的温度才能启动时,这才真正成立。在保持恒定温度的情况下,每次保持油的热量要比保持水的热量少。考虑到可以将油加热到比水高得多的温度,并且在视觉上几乎看不到热的迹象,直到达到闪点为止,油在许多方面可能更容易过熟。

2
另外:过度煮熟,超过理想温度的水煮牛排可能会变硬变干。但是,将相同的牛排油炸至相同的温度则更难。水会随着食物的烹饪而流失,理想情况下,烹饪(油炸)要在一点或一点都没有的时候停止(即达到平衡时)。否则,油会进入食物。油在嘴里仍然感觉湿润,因此即使从技术上讲,这种食物煮得太熟,也不会那样。而且这很可能在外界烧焦之前就发生了。
森森

3

煮过头有点傻。这取决于时间,温度和传热速率。

与相同温度下的油相比,与水相比,您在水中听到的油的传递量更高,这对我来说有点微弱。是的,由于比热较低,与水相比,与食物较凉的表面接触时,油会更快地冷却(降低温度)。但这是流体,温度会相当恒定。该油分子将很快被另一个分子取代。粘度会影响混合速率。即使处于接触状态,油分子也会从其后的分子中吸收热量。我得到的比热是这里的一个因素,但我不认为这足以测量。我会告诉他们他们想听什么。

这将很容易测量。在180 F处分别获得一锅水和一锅油。在同一杯水中冷却两个温度计。放入锅中,看看哪个先升到180F。然后反转两个温度计。


3

关于这个词措辞不佳/误导的问题,我要继续讨论。编辑:好吧,改写,为物理学历而误解比热感到尴尬。

就问题的比热而言,植物油的比热约为水的比热的一半。这意味着将水加热至与油相同度数所需的能量大约是能量的两倍,或者它向食物中释放的水要降低相同数量的能量,是能量的两倍。实际上,这意味着在相同温度下,水具有的烹饪能量是油的两倍,因此,在相同温度下,烹饪食物的速度更快,并且在不增加能量的情况下更容易过度烹饪。但是很少使用油或水作为蓄热器来做饭,而是通过不断向介质中添加能量以保持一定的温度来完成烹饪。

较低的油比热意味着比水更容易加热或冷却,从而使其更有效地将能量从热源或其储备传递到另一个物体,因此煮饭的速度应该比水快。从角度来看,在非常圆的数字中,水的比热略高于4,我们将忽略单位,它们很无聊,但这是将一重量的水加热1度所需的能量。植物油约为2。铜的夜宵效率为0.385。数字越小,传热效果越好。

我不会承认的高温煎炸不太可能使食物过度煮熟,除非使用了不良的加热元件和一个不能维持温度的小型储水箱。但是,它会以不同的方式过度烹饪,在燃烧外部的同时保留一些水分,而在水中过度烹饪只会使肉变干。但是我不得不不同意这个问题的基本论点。


2
如果将水保持在相同的温度下,则它们的烹饪热不会是油的两倍。如果您关闭了刻录功能,则可以。
狗仔队

@狗仔队好吧,我把其中的一半搞砸了。我以前的物理学位的蜘蛛网。
dlb

有时很有趣,去脑海中那些尘土飞扬的旧角落,思考一下事情是如何真正起作用的。尽管大多数时候,我在工作中会伤脑筋,所以只是将肉块扔在烤架上,穴居人现在就吃。;)感谢您抓住我的错误陈述。
dlb

3

我认为问题在于您正在比较使用较高温度的煎炸与使用较低温度的沸腾或慢炖,因为水的沸点低得多。

如果要在烹饪环境中解决此问题,则可以比较使用confit方法与水煮或煮所需的时间,因为两种烹饪液的温度都略低于100 C,并且可以进行苹果与苹果的比较,因此处理“固定温度下的传热”部分。

是的,我不确定“不太可能被过度煮熟”的事情是否一定是正确的,因为除非您正在做一个蛋卷,否则当您同时观察两者时,用于水对油的温度很少会“固定”。


2

比热容本身就无法告诉您特定介质的传热特性,因为导热系数和粘度以及其他因素都将发挥作用。

也许最显着的区别是沸水将处于相当稳定且稳定的温度,即大约100摄氏度,除非将其放在密封的容器(即压力锅)中,否则无论如何它都不会变得更热。你放了多少热量。但这与它的比热无关。另一方面,如果油很可能在达到沸点之前着火,但是会达到更高的温度(取决于所用的油),因此对于快速,高温的烹饪来说要好得多。

因此,如果您用沸水煮东西,实际上几乎不可能将它们燃烧(除非锅煮沸),但是仍然有可能完全煮沸。

话虽如此,这不是选择任何一种油的最重要原因,您更可能对烹饪介质与食物本身的相互作用感兴趣。


2
  • 石油的比热低于水。
  • 可以以比水小的能量输入将油加热到高温。
  • 在固定温度下,油在相同温度下比水更缓慢地将热量传递给食物。
  • 液体形式的油可以比水加热到更高的温度。

您缺少主要因素:心理。您不太可能煮熟食物。

“在固定温度下,与在相同温度下的水相比,油将热量更缓慢地向食物传递热量。” 是一个完全错误的主张。首先,具有较低的比热将使其冷却更快,然后具有较高的温度将更快速地传递其热量。而且与水不同,保持固定温度要困难得多,它不会在100°C时停止。

在正常使用中,油会加热到较高的温度。它将热量从炉灶加热器传递到食物的速度更快,温度更高的食物烹饪速度更快,其比热较低,意味着传递速度更快,而且比水使用的热量少得多,因此热量也更快。

这些都是可以使食物真正,非常快速地煮熟的因素。

因此,为防止发生这种情况,请观察煎锅,保持搅拌,始终观察,煮熟后立即将其从热源中移除-请密切注意不要在整个过程中过度煮熟食物。

万一沸腾了,您可以将锅放在火炉上,然后在食物煮沸时再做些其他事情。而且,您更容易错过煮熟的那一刻,并且让它过度煮熟,这仅仅是因为该过程花费的时间太长而无法持续控制。

尽管所有物理因素(例如温度限制,热量渗透,热量分布等)在进行过度烹饪时都倾向于用水,这恰恰是因为煎炸太容易过度烹饪而需要不断关注,因此您不太可能过度烹饪有油的东西。


-2

我不是化学专家,所以我在这里大胆猜测:可能是因为“油和水不混合”,又名溶解性和水能够更好地渗透我们要烹饪的食物表面?我想大多数食物都比油/油脂/脂肪中的水要多得多,而油只能在表面上烹调食物,而水则可以一直在烹调食物?

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.