Вся кулинария — это, по сути дела, физика (и, разумеется химия), однако большинство людей (в том числе и я) готовят всевозможные блюда, руководствуясь собственной интуицией и опытом.
А все-таки, чтобы облегчить свои кулинарные труды или улучшить качество приготовляемого блюда, было бы интересно сознательно воспользоваться тем или иным физическим законом.
Недавно мне подвернулось несколько кухонных приспособлений, основанных на использовании отнюдь не тривиальных физических явлений.
Среди них тепловая трубка, ускоряющая процесс запекания мяса, жидкокристаллический датчик, позволяющий следить за варкой яиц, масленка, не дающая маслу растаять даже в теплом месте, и, наконец, кастрюлька восточного происхождения, в которой пищу, даже частично жидкую, можно приготовить на пару.
Кулинарная тепловая трубка представляет собой полый стержень с запаянными концами, заостренный с одной стороны, чтобы его легче было втыкать в мясо. Внутри стержня содержится небольшое количество жидкости, которая переносит тепло в середину куска мяса, когда вы его запекаете в духовке.
Поскольку перенос тепла в толщу мяса при этом значительно ускоряется, оно испечется быстрее и меньше зажарится, чем при обычном способе приготовления.
Тупой конец тепловой трубки, которой я часто пользуюсь сам, заделан в массивный металлический цилиндр. Позже я купил еще дюжину трубок, выпущенных фирмой Jerryco, — эти оказались подлиннее, а цилиндры на концах у них были не такими массивными.
Тепловые трубки, специально предназначенные для кулинарных целей, выпускаются также корпорацией Thermo Pin. Они имеют своеобразное оперение. Цилиндры и оперение предназначены для того, чтобы более эффективно поглощать тепло в духовке и содействовать испарению жидкости, содержащейся внутри трубки.
Пар распространяется вдоль трубки и частично конденсируется в той ее части, которая погружена в относительно холодную середину куска мяса. Выделяющееся при этом тепло передается стенке тепловой трубки, которая прогревает мясо внутри.
Воткнутая в мясо трубка должна быть направлена острием вверх — тогда конденсирующаяся жидкость будет стекать обратно, к другому концу.
В нижней части тепловой трубки жидкость испаряется, и процесс повторяется. Обычно трубка бывает выстлана изнутри каким-либо пористым материалом; наличие капилляров содействует оттоку конденсата.
По мере того как верхняя часть трубки постепенно нагревается, скорость конденсации падает, жидкость циркулирует все медленнее, и наконец, когда температура внутри мяса приближается к температуре в духовке, циркуляция в тепловой трубке прекращается.
Подобные трубки можно заполнять водой, метанолом или какой-нибудь другой жидкостью с большой теплотой испарения.
Пусть, к примеру, трубка содержит один грамм воды при обычной комнатной температуре (скажем, 19° С). Для того чтобы нагреть ее до температуры кипения 100° С, потребуется затратить около 340 Дж энергии, не так уж и много по сравнению с тем, что необходимо для испарения того же количества воды (2256 Дж).
Столь значительная энергия расходуется на разделение молекул жидкости при превращении ее в пар. Энергию, которую необходимо затратить для превращения воды в пар, часто называют скрытой теплотой парообразования.
Именно эта энергия и передается с помощью тепловой трубки внутрь куска мяса, ускоряя его приготовление.
Каждый раз, когда вода конденсируется у холодного конца трубки, повторное образование жидкости сопровождается высвобождением скрытой теплоты. Выделяемое тепло через стенки тепловой трубки передается мясу.
Если каждую секунду в трубке конденсируется 1 г. воды, то это значит, что за то же время дополнительный приток тепловой энергии к мясу составит 2256 Дж. Для сравнения я подсчитал, какое количество тепла передавалось бы мясу, если бы мы пользовались монолитным стержнем из алюминиевого сплава.
Получилось, что сплошной стержень такого же диаметра, что и тепловая трубка, в подобных условиях сообщал бы мясу всего лишь 35 Дж/с — несравненно меньше, чем тепловая трубка. Чтобы оценить эффективность тепловых трубок, я поставил на кухне два опыта.
Как-то вечером я готовил небольшой (весом 2, 22 фунта) кусок вырезки, пользуясь своей старой тепловой трубкой с массивным цилиндром на конце. Я воткнул трубку в кусок мяса, так что сверху высовывался ее заостренный конец. В верхней части ростбифа я сделал спицей дырку и вставил в нее термопару на глубину 3, 5 см.
Температура измерялась примерно в 2 см от тепловой трубки, а сама трубка в этом месте отстояла от поверхности ростбифа на 2, 2 см и была одинаково удалена от его краев. За изменениями температуры я следил по электроизмерительному прибору фирмы Cole Parmer, к которому была присоединена термопара, представлявшая собой не закрепляемый зонд типа К.
