الأنابيب الحرارية وإبر طهي البطاطس
المؤلف:
جيرل ووكر
المصدر:
سيرك الفيزياء الطائر
الجزء والصفحة:
ص582
2025-09-06
229
يمكن طهي لحم خنزير مشوي أو ديك رومي كبير في وقت أقل، إذا وُضِعَ أنبوب حراري داخل اللحم بزاوية متجهة إلى أعلى. يتكون الجهاز من أنبوب مجوف ومغلق به فتیل وكمية قليلة من السائل (ربما الماء). أما الطرف السفلي، فعبارة عن أسطوانة معدنية كبيرة صلبة أو قطعة ضيقة بها عدة زعانف حرارية. قد تبدو الطبيعة المجوفة للأنبوب غير صحيحة؛ فالمقصود نقل الطاقة الحرارية من بيئة الفرن الساخنة إلى اللحم من الداخل. ولذلك، ألن يكون استخدام قضيب معدني صلب أفضل في نقل الطاقة الحرارية؟ يُدخل العديد من الطهاة عند خبز البطاطس إبرةً (أو قضيبًا معدنيًّا على شكل إبر)ة داخل البطاطس لتوصيل الطاقة الحرارية إلى البطاطس من الداخل. بما أن المعادن تُوَصِّلُ الطاقة الحرارية بصورة أفضل من البطاطس، فيفترض أن تقلل الإبرة الوقت اللازم لطهي البطاطس. لماذا إذن تفشل معظم(إبر طهي البطاطس)هذه في تقليل وقت الطهي العادي الذي يستغرق ساعة بمقدار لا يزيد على دقيقة أو اثنتين؟
الجواب: يُوَصِّل القضيب المعدني الصلب الطاقة الحرارية إلى قطعة اللحم المشوي من الداخل من خلال التوصيل الحراري، ولكن العملية تكون بطيئة. تكون عملية التوصيل أسرع بكثير عند استخدام الأنبوب الحراري. في الواقع، عندما يكون الجزء الداخلي من اللحم باردًا، قد ينقل الأنبوب الحراري الطاقة الحرارية أسرع بعدة آلاف من المرات من قضيب معدني صلب بنفس الحجم. يرجع النقل السريع للطاقة إلى السائل الموجود في الأنبوب وتصميم النهاية المكشوفة. نهاية الأنبوب لها مساحة سطح كبيرة؛ لذا تمتص الطاقة الحرارية بسهولة من الهواء الساخن، ومن خلال اعتراض الإشعاع الحراري داخل الفرن . يتبخّر السائل الموجود داخل الأنبوب في النهاية، وهو ما يستهلك كمية كبيرة من الطاقة الحرارية. بعد ذلك، يرتفع البخار الساخن عبر الأنبوب المائل إلى الجزء الداخلي الأبرد للحم. تؤدي البيئة الباردة إلى تكثيف البخار وإطلاق كل الطاقة الحرارية المستخدمة في تبخيره. بعد ذلك، تُوَصَّل الطاقة الحرارية المنبعثة بعيدًا عن الأنبوب وعبر اللحم. وفي هذه الأثناء، إما أن يسري التكاثف إلى أسفل الأنبوب مرة أخرى أو على طول الفتيل، وعندما يصل إلى الجزء السفلي من الأنبوب، يتبخّر مرة أخرى وتتكرر هذه الدورة. بما أن عمليتي التبخير والتكثيف تنطويان على الكثير من الطاقة الحرارية، فإن نقل الطاقة الحرارية إلى اللحم يكون أسرع مما لو جرى توصيل الطاقة بطول قضيب معدني مصمت.
بكثير تفشل إبرة طهي البطاطس العادية في تقليل وقت الطهي بشكل ملحوظ؛ لأن النهاية المكشوفة تكون صغيرة جدًّا، فلا تمتص الطاقة الحرارية من الفرن إلا ببطء شديد. إذا كانت النهاية المكشوفة أضخم، أو كانت ذات زعانف حرارية، فسيتم الأمر بنجاح.
الاكثر قراءة في الديناميكا الحرارية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
