Обжаренные каштаны, арахис или семечки — это почти всеми любимые закуски. Однако, знаете ли вы, почему в процессе обжаривания каштанов, арахиса или семечек в сковороде нужно добавлять много камней или песка?
Процесс обжаривания каштанов на самом деле является сложным процессом, включающим различные способы теплопередачи: во-первых, высокотемпературное пламя передает тепло сковороде; затем через процесс теплопроводности между сковородой и камнями, а также между камнями и кожурой каштанов и кожурой и ядром, каштановые ядра постепенно нагреваются и готовятся. На самом деле, из-за больших потерь тепла на каждом этапе, количество тепла, поглощенного ядрами каштанов, составляет лишь небольшую часть от общего количества тепла, выделяемого при сгорании.
Поскольку у железа удельная теплоемкость (количество тепла, поглощаемого при повышении температуры на определенную величину) невелика, железная сковорода поглощает небольшую долю тепла и быстро передает его; в то же время у каштановой кожуры удельная теплоемкость очень велика, а теплопроводность очень мала. Поэтому большая часть тепла поглощается кожурой каштанов, и только небольшая часть тепла передается внутрь кожуры для нагрева ядер каштанов. Таким образом, мы понимаем проблему, связанную с обжариванием каштанов в железной сковороде.
Под воздействием теплового излучения от пламени температура сковороды достигает нескольких сотен градусов Цельсия. Каштановая кожура плотно прилегает к сковороде, и из-за того, что теплопроводность кожуры очень мала, разница в температурах между внутренней и внешней частями кожуры очень велика, поэтому ядра каштанов не успевают приготовиться за короткое время. Однако кожура каштанов очень тонкая, и она быстро нагревается. В результате этого часто кожура каштанов уже обуглена или даже загорается, а ядра каштанов все еще не приготовлены. Несбалансированность и несовместимость процессов теплопередачи между внутренними и внешними стенками сковороды и между внутренними и внешними стенками кожуры каштанов является основной причиной вышеуказанного явления.
Поэтому люди умно добавляют много камней. Камни имеют большую массу и теплопроводность между камнями и железной сковородой находится между теплопроводностью железной сковороды и каштановой кожуры, поэтому они могут поглощать большое количество тепла, но при этом их температура не будет слишком высокой. Таким образом, у каштанов есть достаточно времени, чтобы приготовиться при подходящей температуре.
В процессе обжаривания каштанов необходимо постоянно перемешивать камни, чтобы обеспечить равномерное нагревание кожуры каштанов со всех сторон; кроме того, перемешивание камней позволяет более тесно контактировать камням с кожурой каштанов, что способствует повышению эффективности теплопередачи.