Физика на кухне
Теплоемкость, или почему горят кастрюли
Когда хозяйка меняет газовую плиту на электрическую — не индукционную, а старого образца, с конфорками вот такого вида:
— происходят чудеса.
Первое, это включили конфорку, а она не варит. Не варит. Не варит. Наконец, заработала.
Второе. Когда каша сварилась, она вдруг пригорает. Раньше, на газе, горелку выключили, и пусть каша стоит, остывает. А тут раз! — и пригорела.
Чтобы понять это, рассмотрим сначала газовую горелку (2 фото в галерее).
Горелка выполнена из алюминия и специально спроектирована конструкторами так, чтобы иметь по возможности малый объем. В результате масса, а следовательно, теплоемкость изделия мала.
А что такое теплоемкость? Это способность аккумулировать, впитывать в себя, тепловую энергию, повышая свою температуру. А потом отдавать ее в окружающую среду.
Так как целью горелки является нагрев кастрюли непосредственно от пламени, то нагрев самой горелки — паразитное явление, расход энергии на которое стремятся минимизировать. После выключения газа горелка остывает, но так как энергии в ней накоплено немного, на нагреве кастрюли этот процесс практически не сказывается.
Уф! Теперь посмотрим на электрическую конфорку с обратной стороны.
Мы видим массивный диск из тяжелого чугуна, в который впрессован ТЭН. Целью работы электричества является нагрев этого диска. Кастрюля потом нагревается от него. А у диска теплоемкость большая!
Поэтому нужно немало энергии (а значит, и времени) для того, чтобы нагреть сам диск. Диск запасает энергию в себе. Поэтому, когда ток выключен, этот диск продолжает нагревать кастрюлю. Он запас много энергии, и теперь ее надо куда-то отдать.
Все эти проблемы — не проблемы. Если вы торопитесь, то конфорку надо включать за пару минут до установки на нее кастрюли. А выключать за пару минут до готовности.
В трамвае:
– Не подскажете, когда мне выйти к театру?
– К театру? Да это за 3 остановки до рынка!
И, как только еда готова, сразу снимать ее с плиты.
Понимание этого достигается ценой пяти минут раздумий или пары испорченных кастрюль или сковородок.
PS. С индукционной плитой таких проблем нет. Стекло практически не нагревается (руками не проверять!), а энергия поступает сразу на нагрев дна кастрюли. Нагрев прекращается сразу после выключения питания или снятия кастрюли с плиты (руками не проверять!).
PPS. Задачка для закрепления материала. Два предмета разной теплоемкости (во всем остальном одинаковые) нагреваются одинаковыми горелками. Какой из них нагреется быстрее?
Другие публикации рубрики Физика на кухне