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毛肚下锅煮熟的过程,可以理解为一个固体的导热问题。火锅店里的毛肚通常会切成薄片。若将毛肚投入沸腾的锅中,则两面的受热都是均匀的,因此我们可以做一些简单的假设:
设火锅温度固定为100℃;再设毛肚的截面为厚度2的平板形:

加热毛肚的过程可以分为两个部分。第一部分是毛肚表面与锅内沸腾的汤的导热,第二部分是毛肚内部的导热。由于毛肚整片都被放进了锅里,所以导热的过程是对称的,我们只需取一半来分析即可。
为了使结果更加直观,可以做一个简单的图像。其中横坐标代表着距离毛肚表面的距离,纵坐标代表温度。

加热时,靠近毛肚表面的部分温度会较快上升,而其余部分仍保持原来的温度t0,如图中蓝色的曲线HB所示。随着时间的推移,温度上升所波及的范围会不断扩大。一段时间后,毛肚内层的温度会逐渐受到影响,温度上升所波及的范围会不断地扩大,依次为图中的蓝色(HB)、绿色(HC)、黄色(HD)、橙色(HF)曲线所示。
从食品安全的角度来讲,食材被加热到90℃以上时,食用才是安全的。HG曲线就是最终捞出毛肚时,整片毛肚温度分布的曲线。
综上所述:距离表面越远的地方,升温越慢。因此只需要看毛肚的中心部位什么时候熟就可以了。
众所周知,温差会导致热传递。图象上能直观地看出,刚开始的时候,毛肚中心与表面的温差很大,所以热传递会很明显。随着时间的推移,毛肚中心与附近的温差会越来越小,因此热传递效应会逐渐减弱,温度的上升速度也会有所衰减。
那么毛肚中心温度随时间的变化、温度上升的速度及其衰减情况究竟是什么样子的呢?我们可以简单计算下毛肚加热的过程:

引入过余温度

则以上四式化为

采用分离变量法,可以得到无量纲温度的分析解:

其中下面的超越方程的根:

代入毛肚的厚度,导热系数等参数使用近似拟合公式法并结合无限大平板中心温度的诺莫图、无限大平板的曲线、无限大平板的Q/Q0曲线可计算出:

代入温度分析解表达式中:

最后得出图像为:

根据计算结果可以发现,毛肚煮熟所需要的时间约为15秒左右。七上八下,加起来就是15,所以从物理的角度来看。七上八下这个做法还真是对的!
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不代表中科院物理所立场
来源:中国科学技术出版社
编辑:Garrett
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