Blockdit Logo (Mobile)
BiotABAC
•
29 ม.ค. 2022 เวลา 14:10 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
012 การถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer) กับการทำอาหาร
ทุกคนรู้อยู่แล้ว ว่า . . .
ขวดน้ำเย็นจะอุ่นขึ้น เมื่อวางทิ้งไว้ในที่ที่มีอากาศร้อน
และขวดน้ำที่นำไปแช่ตู้เย็น น้ำก็จะเย็นขึ้น
ปรากฏการณ์นี้ทางวิทยาศาสตร์เรียกว่า
“การถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer)”
Methods of Heat Transfer
การจะเข้าใจถึงเรื่องของ ‘ความร้อน’ หรือ Heat
ก่อนอื่นจะต้องรู้ว่าอะตอมคืออะไร
ทุกสิ่งบนโลกนี้ ถูกสร้างขึ้นจากอนุภาคเล็ก ๆ ที่เรียกว่า อะตอม
เมื่ออะไรก็ตาม ร้อนขึ้น อะตอมของมันจะมีพลังงานมากขึ้น
และมักจะเคลื่อนที่เร็วขึ้น
ความร้อน คือ การถ่ายเทพลังงานที่เกิดขึ้นเหล่านี้ โดยจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางจากวัตถุที่ร้อนกว่าไปยังวัตถุที่เย็นกว่าเสมอ
ยกตัวอย่าง เช่น น้ำแข็งในแก้วน้ำที่มีน้ำอยู่ น้ำจะมีอุณหภูมิสูงกว่าจึงถ่ายเทความร้อนไปที่น้ำแข็งที่มีอุณหภูมิเย็นกว่า ทำให้น้ำแข็งละลาย และหยุดถ่ายเทความร้อนเมื่อมันมีอุณหภูมิเท่ากัน
การถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer) แบ่งออกเป็น 3 ชนิดคือ
การนำความร้อน (Conduction)
การพาความร้อน (Convection) และ
การแผ่รังสี (Radiation)
1
แต่ทว่าในความเป็นจริง
การถ่ายเทความร้อนทั้งสามชนิดอาจเกิดขึ้นพร้อม ๆ กันได้
การนำความร้อน (Conduction)
การนำความร้อน
การนำความร้อน
เป็นการถ่ายเทความร้อนจากโมเลกุลไปสู่อีกโมเลกุลหนึ่งซึ่งอยู่ติดกันไปเรื่อย ๆ ผ่านเนื้อของวัสดุที่เป็นของแข็ง หรือระหว่างวัตถุสองชิ้นที่สัมผัสกัน โดยความร้อนจะเคลื่อนที่จากอุณหภูมิสูงไปสู่อุณหภูมิต่ำ
เช่น เมื่อเราจับทัพพีในหม้อหุงข้าว ความร้อนจะเคลื่อนที่จากข้าวร้อน ๆ ผ่านทัพพีมายังมือของเรา ทำให้เรารู้สึกร้อน
ความเร็วการนำความร้อน จะขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิ และคุณสมบัติการนำความร้อนของวัตถุ โดยโลหะจะเป็นตัวนำความร้อนที่ดีกว่าอโลหะ (เช่น หิน ทราย กระดาษ ดิน อากาศ เป็นต้น)
การพาความร้อน (Convection)
การพาความร้อน
การพาความร้อน
เป็นการถ่ายเทความร้อนผ่านตัวกลางที่สามารถเคลื่อนที่ ไม่ว่าจะเป็น ของเหลว (Liquid) และ ก๊าซ (Gas) โดยส่วนที่อุณหภูมิสูงจะลอยตัวขึ้นด้านบน และส่วนที่อุณหภูมิต่ำลดตัวลงด้านล่าง
เนื่องจาก เมื่อสสารได้รับความร้อนจะมีการขยายตัว ทำให้ความหนาแน่นต่ำลง และสสารที่มีอุณหภูมิ ต่ำกว่า (ความหนาแน่นสูงกว่า) ก็จะลงมาแทนที่ ซึ่งมักเป็นการเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว
ตัวอย่างที่เห็นได้ชัด คือ การเกิดลม เนื่องจากอากาศร้อนลอยตัวสูงขึ้น อากาศเย็นลอยตัวต่ำลง
ความเร็วในการพาความร้อน จะขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิ ความเร็วของการไหล และชนิดของตัวกลาง (น้ำกับอากาศ จะมีความเร็วในการพาความร้อนไม่เท่ากัน)
การแผ่รังสี (Radiation)
การแผ่รังสี
การแผ่รังสี
เป็นการถ่ายเทความร้อน หรือการปล่อยพลังงานที่เกิดจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ออกไปรอบตัวทุกทิศทาง โดยไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการส่งพลังงาน
ทำให้ดวงอาทิตย์สามารถการแผ่รังสีมายังโลกของเราผ่านอวกาศซึ่งเป็นสุญญากาศได้
แล้วการถ่ายเทความร้อน เกี่ยวข้องกับการทำอาหารในชีวิตประจำวันอย่างไร
มีตัวอย่างมั๊ย ?
ถ้าจะยกตัวอย่างที่เห็นได้ชัด ก็คือ
การทำสเต๊กด้วยกระทะร้อน และการย่างสเต๊กด้วยเตาถ่าน
ทั้งสองวิธี เป็นการใช้การถ่ายเทความร้อนด้วยกระบวนการที่แตกต่างกัน
สเต๊กกระทะร้อน เป็นการใช้การนำความร้อน (Conduction) โดยการให้ชิ้นเนื้อได้รับความร้อนผ่านกระทะซึ่งเป็นตัวกลาง เพื่อทำให้เนื้อสุกบนกระทะ
ส่วนสเต๊กย่างบนเตาถ่าน เป็นการใช้การแผ่รังสีความร้อน โดยที่เนื้อสเต๊กสุกได้โดยไม่สัมผัสถ่าน แต่สุกได้ด้วยการรับความร้อนที่แผ่ขึ้นมาจากถ่านด้านล่าง
https://www.freepik.com/ และ https://pixabay.com/
(ไม่นับว่า การย่างจะมีกลิ่นที่หอมกว่า หรือว่าสเต๊กแบบไหนจะอร่อยกว่านะ) :P
นอกจากในชีวิตประจำวันแล้ว
การถ่ายเทความร้อน ยังมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร
ไม่ว่าจะเป็น การใช้ความร้อนในการหุงต้มอาหาร กระบวนการแปรรูปที่เกี่ยวข้องกับความร้อนและความเย็นในโรงงานแปรรูปอาหาร เช่น กระบวนการแช่เย็น การแช่แข็ง การฆ่าเชื้อโดยใช้ความร้อนการอบแห้ง และการระเหย เป็นต้น
References
โฆษณา