Взрыв кукурузного зерна - это физический процесс мгновенного расширения водяного пара. Внутри каждого зерна попкорна находится капля воды и плотный крахмал. При нагревании до 180°C вода превращается в пар, давление внутри оболочки возрастает до 9 атмосфер. Когда прочная оболочка не выдерживает, пар мгновенно расширяется, превращая крахмал в пышную белую пену, которая тут же застывает. Это единственный злак с настолько прочной и герметичной «капсулой», способной выдержать такое давление.
Возьмите в руку одно-единственное зерно кукурузы. Твердое. Гладкое. Похожее на крошечный желтый камешек. Трудно поверить, что внутри этого монолита спрятана мощь парового двигателя. Попробуйте сжать его пальцами - оно не поддастся. Но стоит бросить его на раскаленную сковороду, и через минуту Вы услышите звонкое «Пах!». Зерно буквально выворачивается наизнанку, превращаясь в белое облако.
Многие полагают, что это просто химическая реакция или свойство сорта. Яков Исидорович Перельман, впрочем, видел в этом процессе идеальную демонстрацию законов термодинамики. Перед нами - миниатюрный котел, работающий на пределе прочности материи. Степенно. Торжественно. Громко.
Остановитесь на полминуты. Не листайте. Попробуйте представить: какая сила должна скопиться внутри этого «камешка», чтобы разорвать его в клочья?
Кто держит оборону внутри зерна?
Секрет попкорна кроется в его уникальной броне. Оболочка этого сорта кукурузы в четыре раза прочнее, чем у обычных злаков. Она работает как герметичный стальной баллон. Внутри этой брони томится крошечная капля влаги, окруженная плотным крахмалом.
Когда Вы нагреваете зерно, вода превращается в пар. В обычном горохе или пшенице пар просто нашел бы щелочку и вышел наружу. Но не здесь. Попкорн держит давление до последнего. Внутри капсулы воцаряется настоящий ад: температура зашкаливает за 180 градусов, а давление достигает 900 килопаскалей. Девять атмосфер! Это в четыре раза больше, чем в шинах Вашего автомобиля.
Миг триумфа пара
В какой-то момент физика побеждает биологию. Оболочка лопается. В эту миллисекунду происходит чудо расширения. Перегретый пар, вырываясь на свободу, мгновенно раздувает размягченный крахмал. Объем зерна увеличивается в 40-50 раз за доли секунды.
Крахмальная пена застывает в воздухе, образуя ту самую причудливую форму, которую мы так любим. В своё время Перельман писал, что природа - величайший инженер, умеющий прятать колоссальную энергию в самых обыденных вещах. Честно говоря, каждый пакет попкорна - это склад маленьких паровых машин, ждущих своего часа.
«А вы знали?»: Почему не все зерна взрываются?
Иногда на дне посуды остаются так называемые «старые девы» - нераскрывшиеся зерна. Большинство людей думает, что они плохо нагрелись. Вздор. Причина в дефекте брони. Если в оболочке есть хотя бы микроскопическая трещина, пар выйдет через неё постепенно, не создав нужного давления для взрыва. Или же зерно просто слишком сухое - в нем нет того «топлива» (воды), которое должно совершить работу. Без воды нет пара, без пара нет взрыва.
Что далее
Мы сменим кухню на городскую среду. Задача про лифт: сколько Вы весите на самом деле, когда кабина трогается вверх или резко падает вниз? Мы высчитаем Вашу «мнимую» тяжесть до грамма.
Вы только что узнали секрет микровзрыва зерна кукурузы. Не дайте своему мозгу снова "уснуть"! Подпишитесь на наш канал "Перельман: А вы знали?", и каждый день получайте свежую порцию интеллектуального золота. Мы возрождаем культ ума вместе.
Читайте также:
Канал «А вы знали?» - задачи, фокусы и наука. Каждый день - повод удивиться.