Французькі дослідники аналізують процес виготовлення попкорну за допомогою високошвидкісних зображень. Хоча це може здатися дрібницею, явище, що включає термодинамічні, біомеханічні та акустичні процеси, вперше було відоме докладно.

критична температура

Опубліковано 11.02.2015 12:56 Оновлено

Беремо упаковку кукурудзи, ставимо в мікрохвильову піч, трохи чекаємо і через кілька секунд попкорн починає вискакувати всередину з характерним для нього шипінням. Хоча це може здатися неймовірним, детальних робіт щодо цього повсякденного процесу немає і все, що вивчалось дотепер, були практичні питання, що цікавили виробників харчових продуктів (наприклад, кількість вологи що кожне зерно повинно мати або оптимальну формуа тому вони перетворюються на попкорн). Але що відбувається за ці соті частки секунди, коли кукурудза надувається і відкривається, стрибає на кілька сантиметрів і випускає свою безпомилкову "попсу"?

Коли процес змін закінчився, за той короткий проміжок часу кукурудза зазнала дивовижної трансформації, раптом вона збільшилася вдвічі, змінила колір і стала масою у вісім разів менш щільною. Французькі дослідники Олександр Пономаренко та Еммануель Віро У них були засоби та інтерес дізнатись, що саме відбувається за ці десяті частки секунди, і цього тижня вони розкривають таємницю на сторінках Журналу інтерфейсу Королівського товариства. "Феномен", кажуть вони, "містить цікаві аспекти різних галузей фізики, від термодинаміки до біомеханіки та акустики.".

Щоб це краще зрозуміти, першим пунктом, який вони звертають у своїй роботі, є критична температура. Використовуючи упаковки «попкорну» з відомого супермаркету, вчені підтвердили, що коли їх поміщали в мікрохвильову піч та під час послідовних випробувань, лише 34% зерен стрибали до 170 ° C (17 з 50) і що 96 % було зроблено при досягненні 180 ° C (48 з 50) яка розміщує точку, в якій відбувається перетворення при цій температурі.

По-друге, фізики вирішили проблему стрибка попкорну. До цього часу деякі дослідження припускали, що поява водяної пари може відігравати певну роль у витісненні попкорну під час вилуплення (від декількох міліметрів до декількох сантиметрів), але те, що вчені бачили - завдяки 2900 зображенням в секунду Що фіксує високошвидкісна камера - це те, що коли вона накачується (процес, подібний до процесу хліба, який росте в духовці), одна з нерівностей робить папір ніжки і штовхає попкорн вгору ніби він стрибун у висоту. Насправді вчені порівнюють це з іншими механічними стрибками, які дозволяють деяким грибам і рослинам розпорошувати спори та насіння на великі відстані.

Нарешті Пономаренко та Вірот дослідили походження характерного звуку голубка.. Походження могло полягати в поломці кукурудзяної капсули, її зіткненні з основою перед стрибком або виході водяної пари під тиском всередині неї. Синхронізуючи мікрофони з високоточними зображеннями, графіки показують, що джерело знаходиться в парі, що викидається в критичний момент.або механізм, подібний до відкупорювання пляшки шампанського.

Таким чином, коротше кажучи, за кілька десятих секунди всередині нашої мікрохвильовки відбувається вражаюча низка подій. Коли кукурудза піднімається вище 100 ° C, вода, що міститься в ній, досягає температури кипіння, але існує термодинамічна рівновага з тиском пари, подібним до того, який відбувається всередині скороварки. Коли досягається критична температура (180 С), капсула розбивається і кукурудзяний крохмаль розширюється адіабатично. з різними формами. Багато разів одна з неправильних форм виконує роль ступні, що рухає попкорн, і саме в цей момент пара всередині виробляє чарівну попку. що запрошує нас вимкнути духовку і почати їсти. Хіба це не дивно?

Довідково: Попкорн: критична температура, стрибок і звук (Журнал інтерфейсу Королівського товариства) DOI: 10.1098/rsif.2014.