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厨房实验党之咖啡啊你快些凉

  还在过年,再贴篇轻松的吧。:)

  BOBO曾经问我是不是在厨房里做饭也当实验来做,我说我在实验室里已经做得够多,回到厨房里就懒得再做了。不过有些东西如果当实验来做还是很有趣的,我就想忽悠一些实验党。杨杨在签名档里有一句“喜欢一切一切好玩的”,所以就当仁不让地成为了第一个被忽悠的实验党员。每次想起什么有点意思的厨房实验,我就说“杨杨,有个好玩的实验,想不想做……”。

  最近的这个是如何让热咖啡凉得更快,其实是蒂斯在《分子美食学》里讨论过这个问题。问题分为两个:一是说如果要在一杯热饮料(比如咖啡或者茶)里面加凉的东西(比如牛奶),我们可以先加进去等它凉,也可以让它先凉一会儿再加,那么哪种方式凉得快呢?二是,我们都知道一边搅拌一边吹气可以让它凉下来,如果只吹气或者只搅拌, 哪种方式更有效呢?

  杨杨不愧是实验党的优秀党员,纠结了一阵,说:虽然我很想知道答案,但是为了不让预设的结论影响实验结果,还是先试一下再说吧。

  第二天,杨杨说:试过了,结果是搅拌的凉得快……于是乎,事情大为不妙——在蒂斯的书里,他的结果是“吹的情况下每分钟下降6度而搅拌的情况下每分钟下降3.5度”。难道弄凉咖啡也有“水土问题”,要出现“中国特色”的结论?好在定性地做一下这个实验比较容易,于是我决定自己动手。

  把两个同样的杯子放在桌子上,倒进大致同样多的开水。一杯用嘴对着水面吹,另一杯拿把小勺不停地搅——好在飘飘睡觉去了,不然非得认为爸爸在发什么神经。几分钟之后,用手拿起杯子已经能够感觉到差别——吹的那杯要凉一些,各自喝一口感觉就更加明显。

  其实在边吹边搅的过程中,已经可以想到为什么杨杨的结论与蒂斯不同。一方面,凉得快慢跟搅拌速度有关,也就是说不同的搅拌强度会得到不同的冷却速度;另一方面,不仅吹的强度会影响凉得快慢,吹的角度也会有很大影响,如果杨杨吹得时候要保持着淑女风范——对着杯子轻轻哈气,从语言角度来说也是“吹”,但是咖啡凉得速度就会很慢。

  如果是这样,蒂斯的叙述就相当不严谨了。于是我回去重读原文,发现他其实对“吹”和“搅拌”都加了一个副词:vigorously。由此看来,当一个人对于“吹”和“搅拌”都很尽力“剧烈”的情况下,“吹”的效率就足够显示出来了。这再一次说明,即使不是读专业文献,认真仔细还是有必要的。

  从理论分析来看,这个结论也是合理的。为了简化,假定杯子保温性能很好,那么咖啡变凉就主要由杯子口的那部分散热速度决定。在那里,水的温度传给附近的空气,空气再把热量传走。在搅拌的情况下,整个杯子中的水温能够快速混合均匀,也就是说搅拌使整杯水的温度总是相同。而在吹的情况下,杯子中的水只能靠自然对流来让表面上变凉了的水下沉,而杯子下面高温的水上浮。这样,杯子中的水混合就不如搅拌均匀。但是,吹气的时候把被水面上方被加热的空气吹走了,再流过来低温的空气。这样带走热量的效率就比搅拌产生的空气流动要高多了。而且,吹的角度越小,热量被带走的速度就越快。在吹和搅都尽量“剧烈”的情况下,吹就胜出了。

  而第一个问题就比较好控制。两杯开水,一杯直接加凉水,稍微搅拌一下;另一杯过几分钟在加同样多的凉水,也搅拌一下。这个过程操作情况的影响不大,就容易得到一致的结果。与上面的分析类似,水的变凉主要由杯子上方的散热决定,而散热快慢取决于热水和周围的温度差,以及有效的散热面积。加了凉水之后,水的温度下降了,所以温度差会降低,而有效的散热面积几乎没有变化。在后加凉水的情况下,杯中的热水处于高温,因而温差更大,散热效率更高。当完成与凉水的混合之后,它的温度就比一开始就加了凉水的那杯温度要低。

  所以,当你请客人喝咖啡的时候,把煮好的咖啡和伴侣分别端上来,除了方便客人自己掌握伴侣的用量,还可以——让客人早一点喝到嘴里。

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  2015-01-16  6877
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