保温杯焖粥实验及分析.docVIP

保温杯焖粥实验及分析前一天晚上把开水和生米、绿豆放在保温杯里，第二天一觉醒来就可以喝到绿豆粥了。不可能？Everything is possible！只要敢去尝试，你就会见证奇迹。但每个奇迹背后都有它的道理，接下来，我们就一起研究保温杯的焖粥原理。 ? 一、糊化温度 大米主要由75%左右的淀粉组成，大米淀粉在大米胚乳中呈淀粉粒存在，若将水和大米混合加热到一定温度，则淀粉粒吸水膨胀，以至于破裂，最后乳液全部变成粘性很大的粘状物，称之为淀粉糊。这种现象称为淀粉的糊化，也称α化，发生糊化现象所需的温度，称为糊化温度，又称糊化开始温度。因为各淀粉粒大小不一样，所以糊化温度有一个范围。大米糊化开始温度为58，糊化温度范围为58-61。各种大米粉糊化特性见下表。 大米糊化特性表 品???种 糊化温度 （℃） 峰值粘度 （Bu） 最低粘度 （Bu） 终冷粘度 （Bu） 降解值 （Bu） 回??值 （Bu） 杂交早籼 76 1000 620 1410 380 790 晚????籼 73 710 456 858 454 402 早????粳 67.5 660 320 670 340 350 晚????粳 62.5 628 275 600 253 325 粳????糯 61.5 92 55 90 37 35 当然这些只是实验室数据，而在我们的日常生活中，即使90也不容易糊化大米。要想让米粥熟透，必须要加热到92以上，并持续30分钟。 ? 二、海拔与水沸点 大家都知道，海拔越高的地方，气压越低，水沸点也越低，也就是说开水的温度越低。但是海拔、气压、水沸点这三者之间到底有怎样的数学关系呢？ P=0.101325×(1-0.02257×H)5.256? Mpa ????式中，H代表海拔（千米km），P代表大气压强（兆帕Mpa）。比如说武汉，大部分地区在海拔50米以下，计算出气压大于0.1007Mpa。按照下面的表格可以查到水沸点超过了99.606。同理可以算出青海省格尔木市区（海拔2.8km）的气压为0.0719Mpa，查表得水沸点90.675。再看看前一段中的糊化温度92，我们就很容易知道在格尔木必须要用高压锅才能煮熟米饭的原因了。 ? 三、保温杯的热力学 假设杯内的温度为T（单位：），杯外的室温为T0（25）。我们都知道，两个相互接触且温度不同的物体之间会发生热传导，所以杯内的热量Q会通过传导的方式到达杯外，结果杯内的温度T会随时间慢慢减小。又因为任一时刻传导热量的速度与杯子内外的温差（T－T0）成正比： 再有热量变化与温度变化之间的关系△Q=Cm△t（其中比热容C和质量m均为常数），所以有： 即杯内温度的变化速度与杯内外的温差成正比。符合这一特征的函数形式为： T=ae-bt+c 其中a、b、c均为待定系数，t为时间（单位：min分钟）。接下来就要求出a、b、c的值，从而确定杯内温度T随时间t的关系式。 一、假设我们倒入开水并盖好杯盖的那一时刻为t=0，此时T=95（）。（开水虽为100，但是，开水要转移到保温杯，并且一部分热量还要用于加热保温杯内壁） 二、保温杯内的温度会一直下降，但最终会等于室温，即t=∞时，T=25（）。 三、以我做实验的这只膳魔师Thermal保温杯为例，前一天晚上十点倒入开水，到第二天上午十点水温大概还有60，即t=12×60=720min时，T=60。 最后解出： T=70e-0.001t+25 ? 下面我们重点看一下高温（92以上）的持续时间，如下图所示为保温杯前100分钟的温度曲线图，可以看出，93以上的持续时间大约为30分钟，因此在这样的环境下，焖粥是没有任何问题的。 ? ??? 最后补充两点。一、为了确保粥能很好的焖熟，建议先用开水预热一下保温杯内壁、生米和绿豆，一两分钟后倒出预热的热水（像淘米一样），并重新倒入新的开水。二、高海拔地区的沸水温度本来就低，因此这样做是焖不熟粥的哦。