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做飯時,把油倒在平底鍋里,搖晃平底鍋使薄薄的一層油鋪平,這樣加熱時能防止粘鍋,可能是很多做飯人的經(jīng)驗。不過,有件事情可能會急死強迫癥,那就是:為什么平底鍋上的油總是鋪不平啊?只要一加熱,鍋底的油就會自動溜到兩邊去,而這樣也更容易讓煎的食物粘鍋。難道“平”底鍋本身不是平的嗎?
所以,這個問題到底是誰的“鍋”?事實證明,它不僅是鍋的“鍋”,也是油的“鍋”。
首先,有些平底鍋并不“鍋如其名”,因為它們的底部并不真的是平的。有些鍋用著用著,可能就會自動“彎了”。這是因為太薄的平底鍋很有可能在溫度的快速變化下變形,也就是在加熱時膨脹。
為此,有些鍋為了適應(yīng)這種熱膨脹,可能在本身設(shè)計的時候就保持了一個彎曲的形狀,中間凸起一些。這個原理就和鐵軌要保持一些縫隙是一樣的,不然嚴(yán)重變形的鍋可能無法立在爐灶上。而這種設(shè)計自帶的彎曲,也可能會有兩種形狀,一種是同心圓,一種是縱向。
如果你想知道你家的鍋的底部到底是不是平的,可以將等量的溫水放在冷鍋上,如果沒有加熱的情況下水也向兩側(cè)匯聚了,可能就說明鍋底部就是彎的。不過有時,這種彎曲在厚底的平底鍋中可能看不出來,或是做了特殊的設(shè)計。
不過,就算鍋真的是平的,油還是會溜到鍋邊,因為在加熱時,油本身也會往外跑。捷克科學(xué)院的研究者們就用一臺高速攝像機記錄下了葵花籽油在平底鍋里升溫時的變化。
原本未加熱的油在鍋里鋪平,靠的是表面張力。由于鍋中央的油加熱得更快,而溫度升高后,液體的表面張力會降低,所以鍋里的油的表面張力就呈現(xiàn)出中間低、邊緣高的梯度。邊緣張力更強的油就會將中間的油往外拉,導(dǎo)致中間的油越來越少,當(dāng)中間油的體積流量達到臨界值時,油膜就會破裂。科學(xué)家甚至還算出了油的邊緣“溜走”的速度,是5.5厘米/ 秒。
由于表面張力梯度導(dǎo)致的這種油的流動,叫作馬蘭戈尼效應(yīng),在溫度條件下也被稱為“熱毛細對流”。
在許多生活場景中,我們都能見到馬蘭戈尼效應(yīng),比如著名的“酒淚”。在往杯子里倒了酒之后,酒的上方有一圈水滴不斷落回酒中。根據(jù)馬蘭戈尼效應(yīng),酒通過毛細作用爬上酒杯內(nèi)側(cè),酒精更快蒸發(fā),這時,杯壁上的液體表面張力增加,而杯中的葡萄酒表面張力較低,更多的酒往杯壁上爬。但由于重力的作用,這些往上爬的酒又落回了杯中。有人說,“酒淚”更多的葡萄酒質(zhì)量更高,但實際上酒精含量更高的酒,酒淚現(xiàn)象就更為明顯。
你可以在桌面上鋪一層薄薄的水,然后在中間滴一滴酒精,這時你就會發(fā)現(xiàn),水會遠離酒精,因為酒精濃度讓液體產(chǎn)生了表面張力梯度。
除此之外,還有濺出來的咖啡形成的“咖啡漬環(huán)”。當(dāng)我們把咖啡液體遺留在桌子上,等它變干后,它并不會形成一個純色的褐色斑點,而是會變成邊緣總有一個深色的外環(huán)。這是由于像咖啡這種充滿細小固體顆粒的液滴留在桌面上時,內(nèi)部和外緣的蒸發(fā)速度不同導(dǎo)致固體顆粒最終留在了“外環(huán)”上。像是紅酒、茶也都能產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象。
雖然這個現(xiàn)象看起來無關(guān)痛癢,但如果這種現(xiàn)象出現(xiàn)在噴墨打印機或者水粉顏料上,可能就會產(chǎn)生較大的影響了,因此,研究者們也試圖“控制”這些液滴里的粒子,讓它們更聽話,不要產(chǎn)生咖啡漬環(huán)的現(xiàn)象。
同樣,“油鋪不平”可能事小,但薄薄的液體在固體上流動的情況也可能出現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域,因此研究它很有必要。研究者還提出了幾個方案用來避免在做飯時粘鍋。比如,使用“寬油”,也就是讓油鋪得厚一點?;蛘卟捎玫撞扛瘢芫鶆蚴軣岬钠降族?。另外,多加攪拌也能避免粘鍋。
(本文授權(quán)轉(zhuǎn)載自“把科學(xué)帶回家”公眾號,有刪節(jié))