Наука и кулинария. Физика еды. От повседневной до высокой кухни

4. Если сахар не расплавился, увеличьте нагрев на 5 °C и повторите эксперимент. Если сахар расплавился, достаньте его, убавьте нагрев духовки на 5 °C и повторите эксперимент с новым образцом.

5. Продолжайте увеличивать (или уменьшать) нагрев, пока не определите самую низкую температуру, при которой сахар плавится. Назовем ее Т_пл. Если вам приходилось повышать нагрев, это будет последняя проверенная вами температура (первая, при которой сахар расплавился). Если нагрев приходилось уменьшать, это – предпоследняя проверенная вами температура (и последняя, при которой сахар расплавился).

6. Таким образом вы обнаружили, что сахар плавился где-то в районе между Т_пл –10 и Т_пл. Так что если в вашей духовке сахар расплавился при 205 °C, а не при 200 °C, то температура плавления между 200 °C и 205 °C.

Теперь, зная показания индикатора, которые в вашей духовке соответствуют температуре плавления сахара (186 °C), вы сможете вычислить «реальную» температуру духовки для того или иного нагрева, просто прибавив разницу между измеренной вами температурой плавления сахара и реальной точкой плавления. Например, если сахар у вас в духовке расплавился при нагреве 180 °C, то температура в ней выше указанной на 186 °C – 180 °C = 6 °C, и вам всегда надо задавать температуру на 6 °C ниже той, что требуется в рецепте[2]. Если по индикатору сахар у вас в духовке расплавился при температуре 195 °C, тогда температура ниже показываемой индикатором на 195 °C – 186 °C = 9 °C, и вам всегда следует задавать температуру на 9 °C выше, чем указано в рецепте.

С помощью этого метода слушатели онлайн-курса «Наука и кулинария» определили температуру в своих духовках и сообщили ее нам. Как видно по рисунку, большая часть попала в диапазон 10 °C, однако немалая часть оказалась гораздо жарче или холоднее.

ТЕМПЕРАТУРА, ТЕПЛОТА И КАЛОРИИ

Мы часто считаем теплоту и температуру одним и тем же – или, по крайней мере, чем-то очень близким. Если на улице +35 °C, мы скажем, что день жаркий, при 0 °C – что холодный или не теплый. Температура используется для того, чтобы определить, насколько что-то горячее или холодное. Но что на самом деле имеется в виду, когда вещество горячее или холодное? Мы знаем, что температура измеряет энергию движения молекул материала. Когда молекулы двигаются больше, температура выше. Когда меньше – температура ниже. А вот теплотой называют количество энергии, которую добавляют в систему или удаляют из нее. Таким образом, нагрев заставляет молекулы двигаться больше, а это значит, что измеряемая температура поднимается. Охлаждение чего-то, или удаление теплоты, уменьшает движение молекул и, таким образом, понижает температуру.

Как это ни странно, эти понятия (движение молекул, температура и теплота) тесно связаны с калориями. Ну, вы знаете, с этими штуками, из-за которых вы прибавляете в весе, если съедаете их слишком много. Откуда связь? Калории измеряют энергосодержание пищи. Номинально мы используем эту энергию, чтобы жить и заниматься повседневными делами. Если мы съедаем пищу, в которой энергии больше, чем нам необходимо, ее часть превращается в лишний вес.

Так как же калории связаны с энергией или температурой? Калории – это единицы энергии. По определению калория – мера того, сколько энергии нужно, чтобы подогреть 1 грамм воды на 1 °C. Цифры на продуктовых этикетках – это килокалории (ккал). Это энергия, необходимая для нагрева 1 килограмма воды на 1 °C. На самом деле самый точный способ определить калорийность еды – просто сжечь ее, использовав полученную энергию на подогрев воды! Устройство под названием «калориметрическая бомба» представляет собой две соединенные камеры: одна – с горящим объектом, а вторая – с нагреваемой водой. Измеряя изменение температуры воды, мы можем определить, сколько энергии выделила сгоревшая еда.

Давайте копнем поглубже. Откуда берется энергия килокалории? Вы угадали: из молекул еды. Когда мы сжигаем некий продукт, мы разрушаем связи молекул на составляющие их атомы. Эти атомы затем заново образуют очень стабильные вещества: обычно воду и углекислый газ (двуокись углерода). После этого процесса остается лишняя энергия, и именно эта энергия идет на то, чтобы заставить молекулы двигаться больше, – то есть она высвобождается в виде теплоты. Расщепляя пищу, наш организм делает нечто очень похожее, хотя, конечно, в желудке мы не доводим ее до кипения. Это происходит благодаря работе молекул, называемых ферментами, о которых мы еще будем говорить.

Фазовые превращения