О чем Эйнштейн рассказал своему повару - Марлен Парриш

«Мои соседи переделали свою кухню и установили индукционную варочную панель. Как она работает?»

Индукционные плиты отличаются от электроплит тем, что электрические варочные поверхности вырабатывают тепло благодаря электрическому сопротивлению металла (спирали нагревательного элемента), а индукционные варочные поверхности используют магнитное сопротивление металла, а именно металла самой емкости, в которой мы готовим пищу.

Вот как это работает.

Под этой красивой и гладкой керамической поверхностью варочной панели вашего соседа находится система из нескольких спиралей проводов — как обмотка в трансформаторе. Когда один из нагревательных элементов включен, переменный ток домашней электросети (50 Гц) начинает протекать по нему. В силу причин, в которые мы сейчас не станем вникать, каждый раз, когда электричество проходит через провод, закрученный в спираль, оно заставляет эту спираль вести себя как магнит — с северным и южным полюсами, соответственно. В этом случае из-за того что переменный ток меняет свое направление 100 раз в секунду, магнит также меняет свою полярность туда-сюда те же 100 раз в секунду.

Пока что в кухне незаметно никаких признаков того, что какие-то процессы на самом деле происходят: мы не можем видеть, слышать или чувствовать (ощущать) магнитные поля. Варочная поверхность пока прохладная.

Теперь поместите железную сковороду сверху на нагревательный элемент. Переменное магнитное поле намагничивает железо сначала в одном направлении, а затем в другом, меня полярность 100 раз в секунду. Но намагниченное железо не так-то просто «убедить» сменить свою полярность, и оно достаточно сильно сопротивляется этим колебаниям. Из-за этого значительная часть мощности магнитного поля расходуется впустую, и эта израсходованная энергия проявляется в нагреве железа. В результате нагревается только сковорода. Нет ни огня, ни раскаленной нагревательной спирали, и на кухне не жарко.

Любой намагничиваемый (говоря научным языком, ферромагнитный) металл можно нагреть с помощью этой магнитной индукции. Конечно же, она взаимодействует с железной утварью независимо от того, является она эмалированной или не имеет эмалированного покрытия. Многие виды нержавеющей стали тоже нагреются, хотя и не все. Но ничего не случится с алюминием, медью, стеклом и глиняной утварью. Чтобы узнать, сможет ли та или иная утварь нормально работать в паре с индукционной панелью, возьмите один из этих дурацких магнитиков, что висят на вашем холодильнике, и проверьте, прилипает ли он ко дну посуды. Если это так, то данная посуда сможет выполнять свои функции и на индукционной варочной поверхности.

Вдобавок к круглой сумме, уплаченной за индукционную варочную поверхность, вы также теряете возможность использовать такие дорогие вашему сердцу (и недешевые) медные сковороды. Интересно, а ваши соседи подумали об этом, прежде чем отдали предпочтение новой, технически передовой — и такой красивой — варочной поверхности?

«Появился какой-то новый вид печей, который готовит пищу с помощью света, а не тепла. Как он работает?»

Можно ли сказать, что это еще один новый способ выработки теплоты для приготовления пищи? Нет. Так называемая световая печь (микроволновая печь с галогенной технологией) создает теплоту с помощью способа, во многом схожего с принципом работы электроплиты: путем нагрева металла вследствие электрического сопротивления.

Галогенные печи использовали (в коммерческих целях и для конкретных задач) уже начиная с 1993 года, но сейчас их производят и для рядовых потребителей.

Когда я впервые услышал о галогенных печах, то воспринял эту новость скептически, а все потому, что некоторые рекламные утверждения звучали крайне безграмотно с точки зрения науки: заявлялось, что такие печи якобы «обуздали силу света», они-де готовят «со скоростью света» и каким-то образом «действуют изнутри».

Свет действительно движется со скоростью света, но он не проникает через непрозрачные тела. Попробуйте, к примеру, читать эту книгу сквозь стейк. Как же тогда может свет доставлять достаточно энергии внутрь пищи, чтобы приготовить ее, если он не будет невероятно сильным? Я подумал было о лазерах, этих сверхмощных лучах света, которые используются буквально везде и всюду — и в микрохирургии глаза, и тогда, когда какому-нибудь хулигану вздумается побезобразничать, пуская своим соседям в окно красный лучик от лазерной указки, но вспомнил, что свет лазеров такой концентрированный, что они в лучшем случае могут за один раз сварить не более одного зернышка риса.

Секрет галогенной печи не только в интенсивности излучения, но также в сочетании длины волн, которые она излучает. Вот как она работает, если основываться на информации, которую я получил от некоторых технических специалистов (но имейте в виду, они не стали разглашать все свои секреты).

То, что мы, люди, называем светом, на самом деле просто узкая полоска спектра солнечной энергии, которую способны воспринимать наши глаза. Но если говорить о широком понимании, то понятие «свет» требует более точного разъяснения.

В галогенных печах есть батареи специально разработанных 1500-ваттных галогенных ламп с большим сроком службы, которые не очень отличаются от галогенных ламп во многих осветительных приборах нашего времени. Однако лишь около 10 % энергии, вырабатываемой бытовой галогенной лампой, приходится на видимый свет; еще 70 % составляет инфракрасное излучение, а оставшиеся 20 % — тепло. Галогенные лампы, имеющиеся в печи, вырабатывают особую комбинацию волн видимого света, инфракрасного излучения с волнами различной длины и теплового излучения, которая и помогает приготовить пищу.

(Независимо от того, что об этом пишут многие научные книги, инфракрасное излучение не является теплом; это одна из форм лучистой энергии, которая трансформируется в тепло только в том случае, когда ее поглощает какой-нибудь предмет. Инфракрасное излучение солнца не становится теплом, пока его не поглощает крыша вашего автомобиля. «Тепловая лампа», которую используют в некоторых ресторанах для подогрева еды прямо на тарелках, испускает инфракрасное излучение, и пища нагревается, поглощая это излучение.)

Видимый (и почти видимый) свет галогенной печи и в самом деле проникает в тело на некоторую глубину — так, в темной комнате вы можете увидеть свет фонарика сквозь палец руки. Эти два вида света не поглощаются молекулами воды, как это происходит с микроволнами, так что они могут доставить всю свою энергию прямо в твердые участки пищи, а не безрезультатно расходовать ее на разогрев воды. Волны некоторых диапазонов, генерируемые галогенными лампами, могут проникать в пищу на глубину до одного сантиметра. Звучит не очень впечатляюще, но переданное пище тепло проходит дальше, вглубь ее. В галогенных печах используют нечестный прием, когда добавляют в них еще и генератор микроволн, которые проникают на большую глубину (галогенные печи можно использовать отдельно от микроволновок, поскольку это отдельный вид печей).