Mengapa minyak memindahkan panas ke makanan secara bertahap daripada air?

Saat mengerjakan pekerjaan rumah untuk minggu 2 dari kursus Edx Harvardx, SPU27x Science & Cooking: Dari Haute Cuisine ke Soft Matter Science, saya menemukan pertanyaan ini:

Perbedaan panas spesifik untuk air dan minyak penting untuk memasak. Misalnya, minyak memanaskan lebih cepat dan Anda cenderung kurang memasak makanan jika Anda memasaknya dalam minyak daripada air. Jelaskan secara singkat pengamatan ini, menggunakan ide-ide ilmiah dari minggu ini.

Kami diminta untuk menulis tanggapan singkat terhadapnya, dan setelah mengirimkannya, kami diberi rubrik penilaian dan diminta untuk melakukan penilaian sendiri. Inilah tanggapan saya:

Meskipun benar bahwa minyak lebih cepat panas daripada air karena kapasitas panas spesifiknya yang lebih rendah, tidak benar bahwa makanan cenderung matang lebih lama daripada air. Titik didih minyak umumnya jauh lebih tinggi dari air (sekitar 250-350 derajat Celcius dibandingkan 100 derajat Celcius). Ini berarti bahwa ketika memasak makanan dalam minyak, sangat mungkin bahwa makanan Anda akan mencapai suhu yang jauh lebih tinggi daripada jika dimasak dalam air. Mengetahui bahwa suhu cairan tetap konstan pada titik didih, makanan yang dimasak dalam air tidak akan pernah melampaui 100 derajat Celcius, jadi Anda cenderung membakar makanan dalam air daripada jika Anda memasak dalam minyak, karena reaksi yang mengakibatkan luka bakar tidak terjadi pada suhu itu, tetapi terjadi pada titik didih minyak.

dan rubrik kita diberi status:

Jawaban lengkap berisi setidaknya dua ide berikut:

• Minyak memiliki panas spesifik yang lebih rendah daripada air.
• Minyak dapat dipanaskan hingga suhu tinggi dengan input energi yang relatif lebih kecil daripada air.
• Pada suhu tetap, oli memindahkan panas lebih banyak ke makanan daripada air pada suhu yang sama.
• Dalam bentuk cair, minyak dapat dipanaskan ke suhu yang lebih tinggi daripada air.

Anda dapat menggunakan kata-kata yang berbeda untuk mengekspresikan konsep-konsep ini, jadi nilai tanggapan Anda berdasarkan makna jawaban Anda, daripada mengharapkan kata-kata Anda cocok dengan ini.

Jadi sepertinya respon saya sangat berbeda dari jawaban yang disarankan. Secara khusus, saya bingung bahwa jawaban yang diberikan tidak secara eksplisit membahas apakah benar bahwa makanan cenderung matang dalam minyak. Saya juga tidak yakin mengapa minyak memindahkan panas lebih banyak ke makanan daripada air.

Saya akan sangat menghargai jika ada yang bisa mengklarifikasi pertanyaan saya, dan juga memberi saya tanggapan atas tanggapan saya.

Pertama, saya tidak berpikir pertanyaan yang Anda tanyakan ditulis dengan baik (pertanyaan Anda tentang pertanyaan ini lebih baik). Kami tidak memiliki manfaat dari konteks kursus, tetapi sendirian pertanyaan ini tampaknya buruk. Ungkapan "Anda kurang cenderung memasak makanan terlalu banyak" adalah masalah karena teknik memasak dengan minyak dan air sangat berbeda, seperti yang diharapkan berdasarkan pada panas khusus dan titik didih. Meskipun minyak dapat memindahkan lebih sedikit panas selama periode waktu yang tetap pada suhu yang sama dengan air, tidak mungkin Anda memiliki minyak dan air pada suhu yang sama. Anda tidak perlu memasak dengan minyak dan air dengan cara yang sama.

Dalam pertanyaan dan jawaban asli, istilah matang tampaknya merujuk pada suhu inti makanan. Jawaban Anda menganggap memasak berlebihan sebagai pembakaran, yang bukan merupakan hal yang sama. Mungkin mereka memikirkan kasus di mana steak Anda tidak akan dilakukan dengan baik (matang) sebelum Anda melihat bagian luarnya hangus ketika digoreng dengan minyak, tetapi mendidihkan steak dapat menghasilkan produk yang telah dilakukan dengan baik tanpa indikasi visual.

Overcook agak konyol. Itu tergantung pada waktu, suhu, dan kecepatan transfer panas.

Pernyataan Anda akan mendapatkan transfer pendengaran yang lebih tinggi dalam air dibandingkan dengan minyak pada suhu yang sama sedikit lemah bagi saya. Ya, minyak akan mendingin (kehilangan suhu) lebih cepat jika bersentuhan dengan permukaan makanan yang lebih dingin dibandingkan dengan air karena panas spesifik yang lebih rendah. Tapi itu fluida dan suhunya akan cukup konstan. Molekul minyak itu akan dengan cepat digantikan oleh molekul lain. Viskositas akan mempengaruhi tingkat pencampuran. Bahkan saat bersentuhan, molekul minyak akan menerima panas dari molekul di belakangnya. Saya mendapatkan panas spesifik adalah suatu faktor di sini tapi saya tidak yakin itu adalah cukup faktor yang akan diukur. Saya akan memberi tahu mereka apa yang ingin mereka dengar.

Akan cukup mudah untuk diukur. Dapatkan pot air dan pot minyak masing-masing di 180 F. Dinginkan dua termometer dalam gelas air yang sama. Tempatkan dalam pot dan lihat mana yang mencapai 180 F terlebih dahulu. Kemudian balikkan kedua termometer.

Akan membahas tentang pertanyaan yang kata-katanya buruk / salah kaprah. EDIT: OK, menulis ulang, malu untuk gelar fisika untuk menggambarkan panas spesifik.

Pada bagian panas tertentu dari pertanyaan, panas spesifik minyak nabati adalah sekitar setengah dari air. Itu berarti bahwa dibutuhkan sekitar dua kali lebih banyak energi untuk menaikkan air dalam suhu dengan jumlah derajat yang sama dengan minyak, atau melepaskan dua kali lebih banyak ke makanan untuk menurunkannya dalam jumlah yang sama. Secara efektif, ini berarti bahwa air, pada suhu yang sama, memiliki dua kali energi memasak daripada minyak, sehingga pada suhu yang sama akan memasak makanan lebih cepat dan bisa lebih rentan untuk memasaknya berlebihan tanpa energi lebih lanjut ditambahkan. Tetapi jarang memasak dilakukan dengan menggunakan minyak atau air sebagai reservoir panas, itu dilakukan dengan terus menambahkan energi ke media untuk mencoba mempertahankan suhu yang agak konstan.

Panas spesifik minyak yang lebih rendah berarti lebih mudah untuk memanaskan atau mendinginkan daripada air, menjadikannya lebih efisien dalam mentransfer energi dari sumber panas, atau dari cadangannya, ke objek lain, sehingga ia harus memasak lebih cepat daripada air. Untuk perspektif, dalam angka yang sangat bulat, panas spesifik air sedikit di atas 4, kita akan mengabaikan satuan, mereka membosankan tetapi itu adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk memanaskan berat air sebesar 1 derajat. Minyak nabati, sekitar 2. Tembaga, efisien makan malam, adalah 0,385. Semakin kecil angkanya, semakin baik dalam mentransfer panas.

Penggorengan minyak suhu tinggi Saya tidak akan mengakui kemungkinan lebih rendah untuk memasak makanan kecuali elemen pemanas yang buruk dan reservoir kecil digunakan yang tidak dapat mempertahankan suhu. Namun akan cenderung matang dengan cara yang berbeda, membakar bagian luar sambil mempertahankan sedikit lembab, sementara memasak terlalu lama dalam air hanya akan mengeringkan daging. Tetapi saya harus tidak setuju dengan pendapat dasar dari pertanyaan itu.

Saya pikir masalahnya adalah Anda membandingkan penggorengan, yang menggunakan suhu lebih tinggi untuk merebus atau mendidih, yang menggunakan suhu lebih rendah, karena titik didih air yang jauh lebih rendah.

Jika ini ingin dijawab dalam konteks memasak, orang mungkin membandingkan waktu yang dibutuhkan untuk memasak daging menggunakan metode confit vs perburuan atau mendidih, karena kedua cairan memasak akan sedikit di bawah 100 C, dan perbandingan apel dengan apel dapat dibuat, dengan demikian berurusan dengan bagian "perpindahan panas pada suhu tetap".

Ya, saya tidak yakin bahwa hal "kurang mungkin matang" itu benar, karena, kecuali jika Anda melakukan confit, suhu yang digunakan untuk air vs minyak jarang "diperbaiki" ketika Anda melihat keduanya.

Kapasitas panas spesifik, dengan sendirinya, memberi tahu Anda sangat sedikit tentang sifat perpindahan panas media tertentu karena konduktivitas termal dan viskositas di antara hal-hal lain semua akan memainkan peran.

Mungkin perbedaan yang paling signifikan adalah bahwa air mendidih akan berada pada suhu yang cukup tetap dan stabil yaitu sekitar 100 derajat C dan kecuali jika berada dalam wadah tertutup (yaitu pressure cooker) secara fisik tidak bisa lebih panas dari itu terlepas dari berapa banyak panas yang Anda masukkan ke dalamnya. Tapi ini tidak ada hubungannya dengan kapasitas panas spesifiknya. Di sisi lain, minyak memiliki kemungkinan untuk terbakar sebelum mencapai titik didihnya tetapi akan mencapai suhu yang jauh lebih tinggi (tergantung pada minyak yang digunakan) dan karenanya jauh lebih baik untuk memasak dengan suhu tinggi dan cepat.

Jadi, jika Anda memasak sesuatu dalam air mendidih, memang sangat tidak mungkin untuk membakarnya (kecuali pot mendidih), tetapi masih mungkin untuk memasaknya terlalu matang.

Setelah mengatakan bahwa ini bukan alasan paling penting untuk memilih salah satu minyak dan Anda lebih mungkin tertarik pada bagaimana media memasak berinteraksi dengan makanan itu sendiri.

• Minyak memiliki panas spesifik yang lebih rendah daripada air.
• Minyak dapat dipanaskan hingga suhu tinggi dengan input energi yang relatif lebih kecil daripada air.
• Pada suhu tetap, oli memindahkan panas lebih banyak ke makanan daripada air pada suhu yang sama.
• Dalam bentuk cair, minyak dapat dipanaskan ke suhu yang lebih tinggi daripada air.

Anda kehilangan faktor utama: psikologis. ANDA cenderung makan terlalu lama.

"Pada suhu tetap, minyak memindahkan panas lebih banyak ke makanan daripada air pada suhu yang sama." adalah pernyataan yang sepenuhnya salah. Pertama, dengan panas spesifik yang lebih rendah, ia akan mendingin lebih cepat, dan kemudian dengan suhu yang lebih tinggi ia akan memindahkan panasnya lebih cepat. Dan mempertahankan suhu tetap jauh lebih sulit, tidak seperti air, tidak berhenti pada suhu 100C.

Minyak memanaskan suhu yang lebih tinggi dalam penggunaan normal. Ini mentransfer panas dari pemanas kompor ke makanan lebih cepat, suhu lebih tinggi memasak makanan lebih cepat, panas spesifik yang lebih rendah berarti transfer lebih cepat, dan Anda menggunakan jauh lebih sedikit daripada air, jadi sekali lagi, panas lebih cepat.

Ini semua akan menjadi faktor yang membuat makanan terlalu matang, sangat cepat.

Jadi untuk mencegahnya, Anda mengawasi wajan Anda, terus mengaduk, amati setiap saat, keluarkan dari panas segera setelah dimasak - perhatikan baik-baik untuk tidak membuat terlalu banyak makanan selama seluruh proses.

Dalam kasus mendidih, Anda meninggalkan panci di atas kompor dan melakukan sesuatu yang lain saat makanan mendidih. Dan Anda jauh lebih rentan kehilangan momen saat dimasak, dan biarkan matang, hanya karena prosesnya terlalu lama untuk dikontrol terus-menerus.

Sementara semua faktor fisik - seperti batas suhu, penetrasi panas, distribusi panas, dan sebagainya, berbicara tentang air dalam hal memasak terlalu banyak, justru karena menggoreng sangat rentan terhadap terlalu banyak sehingga membutuhkan perhatian terus-menerus, Anda cenderung makan terlalu lama. sesuatu dengan minyak.

Saya bukan ahli kimia ahli jadi saya mengambil tebakan liar di sini: Mungkinkah tentang "minyak dan air tidak bercampur", alias kelarutan, dan kemampuan air untuk lebih menembus permukaan makanan yang ingin kita masak? Saya kira sebagian besar makanan mengandung sejumlah besar air dibandingkan dengan jumlah minyak / lemak / lemak dan bahwa minyak memasak makanan hanya di permukaan sementara air memasak makanan sepanjang jalan?