Gebratene Kastanien, gebratene Erdnüsse oder gebratene Sonnenblumenkerne sind für fast alle Menschen beliebte Snacks. Aber wissen Sie, warum beim Braten von Kastanien, Erdnüssen oder Sonnenblumenkernen so viele Steine oder Sand in die Bratpfanne gegeben werden müssen?
Der Prozess des Bratens von Kastanien ist eigentlich ein komplexer Prozess, der verschiedene Arten von Wärmeübertragung beinhaltet, darunter Strahlung, Konvektion und Leitung. Zunächst überträgt die heiße Flamme Wärme auf die Bratpfanne. Anschließend erfolgt eine Wärmeübertragung zwischen der Bratpfanne und den Steinen, zwischen den Steinen und der Kastanienhülle sowie zwischen der Hülle und dem Kern. Dadurch werden die Kastanienkerne allmählich erhitzt und gebraten. Tatsächlich geht bei jedem Schritt eine große Menge an Wärme verloren, und am Ende absorbieren die Kastanienkerne nur einen kleinen Teil der gesamten Wärmeabgabe beim Verbrennen.
Da das spezifische Wärmeverhältnis von Eisen (die Wärme, die absorbiert wird, um eine bestimmte Temperatur zu erreichen) relativ gering ist, absorbiert die Eisenpfanne selbst nur einen kleinen Teil der Wärme und leitet sie schnell weiter. Im Gegensatz dazu hat die Kastanienhülle ein sehr hohes spezifisches Wärmeverhältnis und eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit. Daher wird der größte Teil der Wärme von der Kastanienhülle absorbiert, und nur ein kleiner Teil wird auf die Innenseite der Hülle übertragen, um die Kastanienkerne zu erhitzen. Auf diese Weise erkennen wir die Probleme, die beim direkten Braten von Kastanien in einer Eisenpfanne auftreten können.
Unter der Wirkung der Wärmestrahlung der Flamme erreicht die Temperatur der Bratpfanne Hunderte von Grad Celsius. Da die Kastanienhülle eng an der Bratpfanne anliegt und ihre Wärmeleitfähigkeit sehr gering ist, besteht ein großer Temperaturunterschied zwischen innen und außen. Die Kastanienkerne werden daher nicht schnell genug gegart. Allerdings ist die Kastanienhülle sehr dünn und erwärmt sich sehr schnell. Auf diese Weise sind die Kastanienhüllen oft verkohlt oder sogar in Brand gesetzt, während die Kastanienkerne noch nicht gegart sind. Das Ungleichgewicht und die Unvereinbarkeit des Wärmeübertragungsprozesses zwischen der Innen- und Außenwand der Bratpfanne und der Innen- und Außenwand der Kastanienhülle sind die grundlegenden Ursachen für dieses Phänomen.
Deshalb fügen die Menschen klugerweise viele Steine hinzu. Die Steine haben eine hohe Masse und eine Wärmeleitfähigkeit, die zwischen der Eisenpfanne und der Kastanienhülle liegt, sodass sie eine große Menge an Wärme absorbieren können, ohne sich zu stark zu erwärmen. Auf diese Weise haben die Kastanienkerne genügend Zeit, bei einer geeigneten Temperatur gebraten zu werden.
Während des Kastanienbratens müssen die Steine ständig umgeworfen werden, um sicherzustellen, dass die Kastanienhülle gleichmäßig von allen Seiten erhitzt wird. Darüber hinaus ermöglicht das Umwälzen der Steine eine intensivere Kontaktaufnahme zwischen den Steinen und der Kastanienhülle, was zur Verbesserung der Wärmeübertragungseffizienz beiträgt.