问题

牛奶比热容疑似比鱼肉的大,那为什么牛奶只需热三分钟,鱼肉要蒸八分钟才能熟透?

回答
这个问题很有意思,涉及到热传导和相变的过程,不仅仅是比热容这么简单。虽然你观察到牛奶加热时间短而鱼肉加热时间长,这确实和热量传递效率有关,但“比热容大”的说法可能不是最核心的原因。让我来给你掰开了揉碎了讲讲:

首先,我们得明确几个关键概念:

比热容 (Specific Heat Capacity): 这是指物质升高或降低单位温度时,所需要的热量。简单来说,就是物质“储存”热量的能力有多强。比热容大的物质,升温需要吸收更多的热量,降温也放出更多的热量。你提到牛奶比热容“疑似”比鱼肉大,这可能是对的,但关键在于这对比热容的大小差异,对我们日常烹饪的影响程度。
导热系数 (Thermal Conductivity): 这是物质传递热量的能力。导热系数高的物质,热量能更快地从热源传到物质内部;导热系数低的物质,则传递得慢。这就像水管一样,管径粗的(导热系数高)水流(热量)速度快。
潜热 (Latent Heat): 这是指物质在相变过程中(比如从液体变成气体,或者从固体变成液体),温度不变但需要吸收或释放的热量。比如水的沸腾就需要大量的汽化潜热,让水变成蒸汽。
热源 (Heat Source): 你用来加热的火或者蒸汽,它提供的热量有多大,以及热量是怎么传递的(比如通过传导、对流、辐射)。

为什么牛奶加热快,鱼肉加热慢?问题的核心在于“热量传递效率”和“所需的温度变化”。

1. 热量传递方式和速度的巨大差异:

牛奶:液体,且是均匀的混合物。 牛奶是液态的,而且内部的脂肪、蛋白质、乳糖等成分相对均匀地分散在水中。当我们加热牛奶时,热量可以通过对流和传导的方式快速传递到牛奶的每一个角落。
对流: 加热底部时,底部牛奶受热密度变小向上升,顶部密度大的冷牛奶下沉,形成循环,将热量均匀快速地传递。就像一锅水,底部烧开了,很快整锅水都会热起来。
传导: 液体本身也具备一定的传导能力。
鱼肉:固体,且结构复杂。 鱼肉的主要成分是蛋白质、脂肪、水分等,但它是以固体(或者说是凝胶状)的纤维结构存在的。
导热性差: 相比于液体,鱼肉的导热系数通常要低得多。热量主要通过纤维间的传导来传递,这个过程要慢得多。你可以想象一下,一团棉花(导热性很差)和一个水杯(导热性好),你想让棉花内部也变得和表面一样热,需要更长的时间。
内部水分和结构: 鱼肉内部有大量的蛋白质和脂肪细胞,这些成分在加热过程中会发生复杂的物理和化学变化,比如蛋白质变性、脂肪融化等等。这些变化都需要能量,而且也阻碍了热量在纤维内部的快速传递。

2. 所需达到的“熟”的状态不同:

牛奶“熟透”只是达到饮用温度或巴氏消毒温度。 大多数情况下,我们加热牛奶是为了让它变得温热可口,或者达到一定的杀菌温度(比如巴氏消毒的6070°C)。这个温度变化相对来说没那么剧烈,也没有经历复杂的相变。牛奶本质上是个液体,它只要温度上去了,就“熟”了。
鱼肉“熟透”需要蛋白质充分变性凝固。 鱼肉的“熟”是指其内部的蛋白质发生了变性,从透明柔软变成了不透明的白色或粉色,并且口感变得紧实。这个过程需要蛋白质链断裂、重组,这都需要足够的时间和热量。如果时间不够,蛋白质没有完全变性,鱼肉会显得生涩、腥味重。

3. 潜热的影响(虽然在这里不是主要矛盾点):

虽然牛奶没有像水那样剧烈的相变(比如沸腾),但如果加热到沸腾,它也会需要一定的潜热来变成蒸汽。不过我们通常不会把牛奶蒸八分钟。
鱼肉内部的水分在蒸的过程中,也需要吸收大量的汽化潜热变成蒸汽,从而帮助热量在鱼肉内部传递(蒸汽的传热效率比空气高得多)。但这需要一个过程,而且鱼肉本身的导热慢是主因。

回到你的比热容问题:

假设牛奶比热容确实比鱼肉大。这意味着相同质量的牛奶和鱼肉,在吸收等量热量后,牛奶的温度升高得慢一些。但请注意,这只是“温度升高得慢一点”。更关键的是,牛奶传递热量的速度要远快于鱼肉。

打个比方:

牛奶: 像一个身材娇小的运动员,虽然身体素质(比热容)可能让你觉得他跑得不快,但他的速度(热量传递)非常快,能够迅速到达终点。
鱼肉: 像一个体重较重的壮汉,他的“储存”能力(比热容)可能比你想象的要强,但他的移动(热量传递)非常缓慢,需要一点一点地往前挪。

总结一下:

牛奶加热只需要几分钟就“熟透”,是因为它的液体特性使得热量通过对流和传导能够快速均匀地传递到内部,并且它只需要达到一个相对较低的温度。而鱼肉需要蒸八分钟才能熟透,是因为其固体纤维结构导致导热性差,热量传递缓慢,同时需要足够的时间和能量来完成蛋白质的变性过程。

所以,虽然比热容是影响升温速度的一个因素,但在对比牛奶和鱼肉的烹饪时间时,热量的传递效率(导热系数、对流能力)和烹饪过程中所需的温度变化以及物质本身的相变是更主要的决定性因素。 牛奶的热量传递像“闪电”,鱼肉的热量传递则像“蜗牛”。

网友意见

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牛奶绝大部分是水。鱼肉也大部分是水。怎么可能是 1000 倍的差距呢。

这不科学。


下表中是冷冻食物的比热容


比热是指将1克物质的温度提高1摄氏度(℃)所需的热量。水具有很高的比热容,我们简称为 "热容",这意味着与其他物质相比,提高水的温度需要更多的能量。这就是为什么水对工业和汽车散热器中的冷却剂很有价值。水的高热容量还有助于调节空气的温度变化速度,这就是为什么季节之间的温度变化是渐进的而不是突然的,特别是在海洋附近。


牛奶比热容疑似是鱼肉的上千倍,那为什么牛奶只需热三分钟,鱼肉要蒸八分钟才能熟透?


牛奶只需要加温到 70~80 度就能起到 “消毒”作用。

鱼肉需要加热到 100 以上并保持几分钟来杀死比较顽固的可能包含在食物中的寄生虫及其虫卵幼虫以及和细菌、阿米巴以及病毒等微生物以及芽孢等。 相对要求就高了一点。


举例来说,食物的加工在灯塔国有他们的农业部来建议加热处理的具体细则。

** 备注:米国人不吃河鱼, 所以鱼肉加工的标准比国内宽松


       https://www.fsis.usda.gov/wps/portal/fsis/topics/food-safety-education/get-answers/food-safety-fact-sheets/safe-food-handling/safe-minimum-internal-temperature-chart/ct_index     



还有一个值得注意的是, 微波从磁控管进入炉腔的方式, 也会影响加热的效果。

微波在炉腔里面形成驻波。 因此, 会有些区域辐射很弱。有些区域很强。2.45GHZ 的ISM微波和咱们 2.4G路由器ISM微波是差不多的, 大约每 6.25 厘米就有一个部位是极弱。因此以前的老款微波驴要旋转下面的转盘。 不然食物会受热不均匀。

有些特别设计的微波炉不需要转盘, 也能把微波均匀地照射食物。

所以, 题主的问题也许应该考虑这个方面。

微波炉不是魔术师的道具, 它的工作遵守基本的物理定律。

【未完待续】



ref:

       https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/10942910600755151 https://www.sciencedirect.com/topics/food-science/thermal-property-of-food     

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首先,先问是不是,再问为什么。牛奶的比热不可能是鱼肉的上千倍。大概我们日常所见的东西,按照单位质量的比热大概数量级不会有什么区别。牛奶的主要物质是水,鱼肉里也有一大半的水,再怎么也不可能是千倍的区别。就算是蛋白质和骨骼比热为零,鱼肉的比热也是牛奶的一半多。事实上,可以查到,鳕鱼的比热大约是3.7KJ/kg/K,沙丁鱼的大概是3KJ/kg/K。和水相比没有太大不同。

其次,比热是热力学的概念,传热是动力学的概念。当火力足够的时候,热多久取决于动力学而不是热力学。

也就是说,如果吸收同样的热量,鱼肉的温升略大于牛奶的温升。但是,同样火力下,牛奶吸收热量的速率远高于鱼肉。由于牛奶是液体,鱼肉是固体,牛奶的传热靠对流,鱼肉则靠传导(由于鱼肉内部含水量很高,所以内部有毛细流,传热比传导要快一些)。

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比热差上千倍的错误我就不说了。

牛奶只需要热三分钟也是不对的,你把牛奶装到鱼形容器里面然后蒸热是不止三分钟的……

三分钟是把牛奶放到奶锅里面煮……


你把鱼肉打成鱼蓉,或者浆状,丢沸水里面加热也只需要那么久……



两者加热方式,热传导模式等等方面没有一处相同,所以压根儿就没有可比性,提出这种问题说明需要先掌握科学实验方法……

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