почему пельмени всплывают при варке физика
Почему пельмени всплывают при варке
Даже самый далекий от кулинарии человек способен приготовить такое питательное и вкусное блюдо, как пельмени. Лепить их, готовить тесто и начинку под силу не каждому, а отварить сформированные пельмени несложно.
Процесс приготовления покупных пельменей предельно прост:
А почему они всплывают, задавались таким вопросом? Вроде как, вес их не меняется, легче воды в процессе варки они не становятся, так в чем же дело?
Мясная начинка сырых пельменей представляет собой плотную белковую массу. Оболочка из теста служит для пельменя герметизатором мясного фарша. Оттого пельмени особенно вкусные и сочные, что правильно приготовленный фарш варится в собственном соку, сохраняя все вкусовые свойства и аромат мяса.
После того, как пельмени попали в кастрюлю с водой, под тяжестью своего веса они опускаются на дно. Но, постепенно, кипящая вода разогревает оболочку пельменя и его начинку. Влага, присутствующая в мясе, под действием температуры, начинает превращаться в пар, который стремится вырваться наружу пельменя. Однако, оболочка из теста крепко держит пар внутри пельменя. Пузырьки пара скапливаются под пельменной оболочкой, а, как известно, пар легче воды. Как только под оболочкой собирается достаточное количество пузырьков, пельмени активно всплывают на поверхность воды. Три минуты кипения после всплытия, и все — можно подавать к столу.
Такова физика процесса пельменеварения, и не только. Подобным образом при варке ведут себя многие изделия из теста с начинкой, например, вареники.
Почему всплывают готовые пельмени, и как это влияет на качество изделия
Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект: от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Поиск» среди работ учащихся 5−7 классов
Введение
Наверняка каждый из вас, и не раз, ел пельмени, а некоторые даже наблюдали за процессом их приготовления. Однако далеко не все могут объяснить причину их всплытия как фактора готовности. Очень часто в окружающих нас бытовых явлениях можно наблюдать сплетение сразу нескольких природных закономерностей, приводящих к конкретному результату.
Цель
Изучение причины всплытия сваренных пельменей.
Описание
Проверялись различные гипотезы причин всплытия сваренных пельменей. При этом изучалось всплытие пельменей разных производителей. В результате многочисленных опытов, в том числе, с пельменями без начинки, пришли к выводу, что пельмени всплывают в результате образования парового пузыря внутри объёма пельменя тогда, когда пар перестаёт конденсироваться на более холодной начинке, т. е. тогда, когда температура начинки достигла температуры пара и, следовательно, начинка сварилась. Тем самым был обоснован факт того, что всплытие пельменя сигнализирует о его готовности. Отметим, что проводились консультации по поводу денатурации мясного фарша и температуры, при которой она происходит. Далее была введена новая характеристика пельменей: удельное время всплытия. Измерялось удельное время всплытия эталонных пельменей домашнего приготовления и сравнивалось с аналогичной характеристикой фабричных пельменей.
Результат
Удельное время всплытия зависит от качества изделия, и этот параметр может служить определителем качества изделия.
Оснащение и оборудование, использованное в работе
Электрические плиты, стеклянные колбы и измерительные мензурки, медицинские шприцы, электронные весы, а также камеры и секундомеры смартфонов. Использовались также датчик температуры, веб-камера.
Почему пельмени и вареники всплывают в процессе приготовления?
На этот вопрос можно ответить одним предложением — потому что в процессе варки изменяется плотность пельменя. Но такой ответ не даёт истинного понимания этого процесса, так что давайте копнём немного глубже.
Почему предметы плавают
Чтобы любой предмет куда-то двигался, на него должна начать действовать сила. На пельмень находящийся в воде действуют две противоположно направленные силы — сила притяжения Земли и сила выталкивания из воды (сила Архимеда). Сила притяжения тянет пельмень вниз, а сила Архимеда тянет вверх. Соответственно, если его сильнее тянут вниз, он тонет. Если сильнее тянут вверх — он всплывает. А если силы уравновешивают друг друга, пельмень никуда не двигается — покоится в толще воды.
На то, на сколько большая будет сила притяжения (с какой силой пельмень тянут вниз) влияет 3 параметра — плотность пельменя (ρ пельменя), ускорение свободного падения (g), и объём пельменя (V пельменя).
Величина силы Архимеда (силы, тянущей пельмень вверх) тоже зависит от 3х параметров — плотность жидкости, в которую погружён пельмень (ρ жидкости); ускорение свободного падения (g); и объём пельменя (V пельменя).
Вы можете заметить, что у силы, тянущей вверх, и у силы, тянущей вниз есть 2 одинаковых параметра — ускорение свободного падения (g) и объём пельменя (V пельменя). Это значит, что эти параметры на соотношение сил не влияют. Например, если объём пельменя увеличится в 10 раз, это увеличит силу притяжения в 10 раз, но и сила Архимеда тоже увеличится в 10 раз, тем самым погасив увеличившуюся силу притяжения.
Значит изменить соотношение сил могут только оставшиеся 2 параметра — плотность воды и плотность пельменя. Если плотность пельменя увеличится, тогда сила притяжения будет сильнее тянуть пельмень вниз, в то время как сила Архимеда, тянущая вверх, останется такой же — плотность пельменя не входит в число параметров, которые могут увеличить или уменьшить её.
Из всего этого можно сделать вывод, что на то, что пельмени всплывают могут повлиять 2 фактора:
Как можно изменить плотность
Плотность сырых пельменей примерно составляет 1.25 г/см³ ( то есть если бы пельмень был в форме кубика с длиной 1 см, шириной 1 см и высотой 1 см, он бы весил 1.25 г).
Плотность воды при комнатной температуре равна 1 г/см³. При повышении температуры, плотность воды постепенно падает, и при 100°С составляет 0.96 г/см³. А это значит, что в такой воде сила Архимеда, тянущая пельмень вверх, даже меньше, чем до начала нагрева воды. Так что пельменю в данном случае становится ещё труднее всплыть. Значит, причина не в повышении температуры воды.
При готовке пельменей мы обычно солим их. Может быть причина в этом? Солёная вода действительно имеет большую плотность. При комнатной температуре она составляет примерно 1.02 г/см³. А при
100°С — 1 г/см³ (точное значение зависит от того, сколько вы добавили соли — чем больше соли, тем больше плотность воды). Но даже такой плотности не достаточно, чтобы поднять пельмень плотностью 1.25г/см³ на поверхность.
Похоже, остаётся только изменение плотности самого пельменя. Это возможно в том случае, если объём пельменя увеличится, а его масса останется той же. Это возможно в случае если пельмень станет больше, а весить столько же, сколько и до этого. Другой вариант изменения плотности — это если объём останется тем же, а масса уменьшится. Но, руководствуясь жизненным опытом, можно сказать, что первый вариант более реалистичный — в процессе варки пельмени обычно увеличиваются в размерах.
Как можно увеличить объём
Большинство химических веществ в природе под действием высоких температур изменяются. Вещества, из которых состоят пельмени — не исключение. Все ткани животных и человека состоят из белков — сложных молекул с самыми разными функциями. Благодаря белкам сокращаются мышцы (белки «актин» и «миозин»), протекают химические реакции (белки-ферменты), они играют важную роль в иммунном ответе (защите организма от вредных микроорганизмов), и выполняют ещё тысячи важных функций.
Один из самых распространённых белков в организме человека — коллаген. Он в больших количествах содержится в мышцах (мясе), коже, хрящах. Все эти компоненты входят в состав начинки пельменей.
Коллаген внешне похож на канат. Он состоит из трёх плотно упакованных «нитей», которые переплетаются, образуя более толстый «канат». Однако под действием высокой температуры этот канат становится менее плотным. Его «ниточки» перестают плотно прилегать друг к другу, теряют форму нитей. Благодаря этому он начинает занимать больше места — занимать больший объём. При этом количество компонентов, из которых состоит «канат» не изменилось. Они никуда не исчезли, а значит и масса его осталась прежней. Точно так же, если расслабить нити реального каната, и эти нити распушить, то канат будет занимать большее пространство, но вес его не изменится. А значит плотность такого каната станет меньше.
В результате на месте плотных нитей коллагена появляется более рыхлый и менее плотный желатин.
Подобный процесс происходит и с основным компонентом теста — крахмала (это не белок, а сложный углевод — представитель ещё одного важного класса веществ нашего тела). При нагревании крахмал превращается в клейстер, так же имеющий меньшую плотность.
Эти превращения происходят не мгновенно, а в течении длительного времени по мере нагревания воды. Плотность пельменя постепенно уменьшается с 1.25 г/см³. Пока не дойдёт до порогового значения — 1 г/см³. После этого значения сила Архимеда становится сильнее силы притяжения, и пельмень движется вверх.
Если вам понравилась статья, вы можете помочь развитию сайта, поделившись ссылкой на эту статью в соцсетях:
Комментарии 17
И наоборот : почему «Свежее яйцо тонет, а испорченное всплывет на поверхность?»
СПСибо! Буду знать!
Всплывают на самом деле полусваренные пельмени, а сваренные, но остывшие, тонут. Наверное, виноват водяной пар, образующийся под тестом.
Горячее всегда легче холодного.Вот пельмени нагреваются и всплывают.))
Пельмени всплывают благодаря пузырькам воздуха (пара) подымающегося со дна во время кипения воды. Пузырьки обеспечивают положительную плавучесть пельменю
Мне кажется, что они всплывают, потому что мясо внутри уваривается и становится меньше в размерах, выделяя сок и жир, плотность которых меньше плотности воды.
P.S. пельмень не герметичен, ибо у теста пористая структура =)
Мясо без костей тоже сначала на дне лежит,а в процессе варки всплывает.А у мяса нет оболочки из теста,где скапливались бы пузырьки пара.Как объяснить это?
Петрович, надо провести эксперимент: засыпать в кипящую воду 10 пельменей и засечь время до их всплытия, а потом повторить, но уже с кусочками мяса точно такого же веса. Зуб даю последний, что мясо позже всплывет. Пузырьки пара под тонким слоем теста образуются быстрее, чем в чистом мясе. Когда пельмени всплывают, их начинка еще не прогрелась до образования пара. Поэтому мы и довариваем пельмени 5 минут после всплытия.
А вообще-то причина всплытия и мяса, и пельменей одна и та же, не спорю.
ну вот.а я всегда верил отцу,что всплывшие уже готовы.и кричал-Эти ПАПЕ
Но потом тонут опять.Не правда-ли?
У нас фрикадели отдельное блюдо,их варят в специальном белом соусе,а потом подают с гарниром.
ВольноГрад
Свобода общения взрослых людей без запретных тем
Почему ПЕЛЬМЕНИ всплывают?
Почему ПЕЛЬМЕНИ всплывают?
Мама сказала: из мяса вываривается вода. Мясо после варки уваривается. Становится легче, а объем пельменя увеличивается. Его надувает воздух. В итоге пельмень всплывает.
Порыл инет. Нашел такой ответ:
Наталья Номофилова, почётный член Всемирной ассоциации кулинарных сообществ :
Всплытию предшествует процесс закипания: со дна кастрюли начинают подниматься пузырьки. Они рвутся вверх и выталкивают пельмени на поверхность, заполняя их воздухом. Таким образом, каждый пельмень становится похожим на пузырь.
При варке это происходит со всеми мучными изделиями, содержащими начинку. И вареники так же всплывут, и хинкали. А вот манты могут не всплыть, если их сделать открытыми.
Re: Почему ПЕЛЬМЕНИ всплывают?
Пузырьки образуются во всем объеме воды. Они смогут бултыхать неприлипшие пельмени, но не смогут их вытолкнуть наверх.
Факт всплытия это признак, который указывает на то что внутри пельменей (внутри всего объема начинки) идет процесс кипения, то есть НАЧАЛСЯ процесс варки. Поэтому время засекают от момента всплытия ПОСЛЕДНЕГО пельменя.
В зависимости от начинки, готовность к еде (мясо сварится) наступит через 3-6 минут после всплытия (см. на упаковке).