Андрей Варламов - Физика повседневности. От мыльных пузырей до квантовых технологий

s = 2π 5k Б 4/(15 c 2h 3),

где c – скорость света в вакууме, k Б – постоянная Больцмана и h – постоянная Планка. Напомним, что они уже были введены в главе 7, «Формула Планка», и мы к ним еще вернемся в главе 22.

Понятно, что Больцман не мог теоретически определить величину константы σ. Ведь выражение для нее содержит постоянную Планка, которая в 1884 году, за 16 лет до работы Планка, еще не была определена!

Итак, половина получаемого пиццей тепла приходится на долю излучения. О важной роли излучения также свидетельствует наличие подгоревших участков на краях пиццы и на верхней части начинки (илл. 6). Если бы она готовилась только благодаря теплу, поступающему от основания печи, то верхняя часть пиццы была бы наименее горячей и, следовательно, не подгорала бы.

Инфракрасное излучение позволяет обеспечить примерно равный нагрев пиццы как сверху, так и снизу. Кроме того, однородность распределения температуры частично обеспечивается и переносом тепла благодаря конвекции воды, которая испаряется в объеме пиццы. Этот пар быстро уходит через верхнюю поверхность пиццы, частично при этом конденсируясь в ней и тем самым отдавая ей тепло. Оставшаяся часть пара уходит в печь.

6. Пицца готова, о чем свидетельствует наличие слегка подгоревших частей на корочке и начинке. Вероятно, это обугливание объясняется тем фактом, что испарение воды с поверхности не компенсировалось поступлением воды изнутри

Сегодня некоторые пиццерии отказываются от традиционной дровяной печи в пользу электрической, которая обычно снабжена стальной рабочей поверхностью. Однако сталь обладает высокой теплопроводностью; в результате холодное тесто, которое кладут на сталь, практически не охлаждает ее, поскольку поступающее от нее тепло почти мгновенно поглощается пиццей. Если нам нужно, чтобы пицца в печи находилась при температуре T 3 = 200 °C, как рекомендует Антонио, то температура у основания стальной пластины не должна быть намного выше; разумная оценка – 230 °C, или 500 К, вместо 600 К в дровяной печи.

Из этого следует, что стенки и свод печи также имеют гораздо более низкую температуру, чем в случае кирпичной печи. В результате излучаемое тепло, согласно закону Стефана (см. врезку), делится на коэффициент (600/500) 4, то есть примерно на 2. Таким образом, запекание в электрической печи будет менее равномерным, чем в дровяной. Кроме того, традиционная кирпичная печь обеспечивает очень сильный поток тепла в первые секунды приготовления, но по мере того, как верхняя сторона кирпичной поверхности остывает, этот поток уменьшается, что позволяет избежать чрезмерного нагрева основания пиццы. Стальная поверхность может не обладать таким свойством. По этим двум причинам мы предпочитаем пиццу Антонио приготовленной в современной, пусть даже роскошной пиццерии, где используется не дровяная печь.

В этой главе вопросов мы задали больше, чем дали ответов. Наша цель заключалась не в том, чтобы научить читателя правильно готовить пиццу, а в том, чтобы провести количественный анализ довольно обыденного действия. Оставим читателю возможность провести эксперименты, чтобы точно измерить те величины, которые мы оценили приблизительно. Например, потеря веса пиццы во время выпечки легко измерима, а роль излучения может быть определена путем подвешивания в духовке нагреваемого объекта (не обязательно съедобного), не соприкасающегося с рабочей поверхностью.

Какие физические процессы происходят во время приготовления макаронных изделий (по-итальянски – пасты)? Надеемся, эта глава, раскрыв тайны приготовления пасты альденте, удовлетворит любопытство гурманов. Оказывается, что подобное исследование затрагивает самые разные области физики: явление капиллярности, науку о полимерах и сопротивление материалов.

Вопреки распространенному мнению, макароны не были привезены в Европу Марко Поло по его возвращении из Китая в 1295 году. На самом деле их история начинается гораздо раньше, на средиземноморском побережье, во времена, когда доисторический человек отказался от кочевой жизни и начал засеивать землю, чтобы добыть пропитание. В I тысячелетии до нашей эры греки уже готовили макароны в виде тонких листов, которые они называли λαγανον (лаганон) . Римляне использовали для названия предтечи современной пасты тот же термин (laganum) , от которого, возможно, произошла современная «лазанья». Поэт Гораций радуется («Сатиры», I, VI, 115), обнаружив по возвращении домой блюдо из лука-порея, нута и блинов:

С расширением Римской империи паста появилась и в Западной Европе. Макаронные изделия – это хороший способ сохранить продукты земледелия пригодными для употребления круглый год, что особенно подходит мигрирующим народам. В регионе Палермо на Сицилии производство макарон ведется с начала II тысячелетия. Когда арабы в X веке завоевали Сицилию, то они привезли туда разновидность пасты, которую можно считать прародителем спагетти. Эти изделия называли itryah , «итрия», название, которое превратилось в trie у сицилийцев. Из завещания генуэзского нотариуса по имени Уголино Скарпа мы знаем, что в Лигурии макароны употреблялись в пищу уже в 1280 году. И в знаменитом сборнике новелл «Декамерон» Боккаччо (1313–1375) макароны представляют собой символ высокой кухни.

1. Колосья твердой пшеницы, из которых изготавливают макаронные изделия. Ее колоски отличаются от мягкой пшеницы, используемой для приготовления дрожжевого теста, наличием длинных заостренных кончиков – остей

Первые корпорации производителей макарон ( Pastai ) появились в XVI веке в Италии, где они быстро стали частью политического ландшафта. В то время макароны считались аристократической пищей. Действительно, легко можно представить, что изготовление «трубочек» из муки без соответствующих инструментов было делом весьма непростым. Впоследствии использование при приготовлении пасты механического пресса снизило цены на производство, поэтому в XVII веке в районе Неаполя, важного центра производства и экспорта, макароны потреблялись уже представителями всех социальных классов. В Северной Италии макароны завоевали популярность в конце XIX века благодаря предпринимателю Пьетро Барилла (1845–1912), который, основав вначале небольшой завод в Парме, вскоре стал одним из ведущих промышленников.