수플레를 만든 적이 있습니까? 그들이 오븐에서 높이 올라갈 때 그 스릴을 경험 했습니까? 너무 아름답고 가벼워 보이나요? 그러나 오븐 밖에서 냉각되면 다시 가라 앉을 때 실망한 것은 무엇입니까?
뚜껑이 달린 프라이팬에 계란을 덮고 뚜껑을 빼앗을 때 다시 붕괴하기 위해 막대한 팽창을 보았습니까? 아니면 오븐에서 케이크 리프트를 본 적이 있습니까? 또는 choux 페이스트리의 무의미한 공이 오븐에서 가벼운 일식이되는 방법을 보았습니까?
그렇다면 직장에서 이상적인 가스 법칙을 보았습니다. 요리와 베이킹을 할 때 가스가 줄어들고 확장됩니다. 그리고이 가스 법이 어떻게 작동하는지 알면 최소한의 수플러가 왜 그 수플리가 무너 졌는지 설명하거나 심지어 완전히 무너지는 것을 막는 데 도움이 될 수 있습니다.
위상 변화 - 고체 - 액체 - 가스
가스는 우리 주변에서 숨을 쉬는 산소 또는 자동차 엔진에서 나오는 이산화탄소를 상기시킬 수 있습니다. 그러나 끓는 뜨거운 차 한잔에 대한 그 증기도 가스입니다. 빵 안에있는 모든 기포도 가스로 가득 차 있습니다.
가스는 하나의 물질 상태 일뿐입니다. 음식의 다른 두 가지 일반적인 것은 고형물과 액체입니다. 가스에 대한 특별한 점은 가스에서 가스를 구성하는 모든 분자가 서로 독립적으로 움직일 수 있다는 것입니다.
모든 분자가 제자리에 고정되어 있거나 액체가 고정되어있는 고체 (예를 들어, 아이스 큐브)와 달리 분자가 서로를 당기는 분자는 가스에서 많은 자유가 있습니다. 그들이 갇힌 공간에 스스로를 배포 할 수 있도록 너무 많이. 이것은 빵 반죽이나 끓는 물 냄비에 공기 주머니 안에있을 수 있습니다.
가스 행동 설명 :이상적인 가스 법칙.
이 독립적 인 행동은 가스가 흥미로운 일을하게하며 이상적인 가스 법칙을 사용하여 설명 할 수 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이이 법은 이상적인 가스의 행동을 설명합니다. 실제로 대부분의 가스는 이상적이지 않습니다. 그럼에도 불구하고, 이러한 기본 개념은 대부분의 음식에서 Choux Fastry, Souffle 또는 교정 빵 반죽을 설명하는 데 도움이됩니다.
이상적인 가스 법칙은 가스가 다양한 온도, 압력 및 부피에서 어떻게 행동하는지 설명합니다. 그것은 매우 간단한 공식으로 표현할 수 있습니다 :
p * v =n * r * t
여기서 :
- p =압력 (단위는 pa)
- v =볼륨 (단위 =m)
- n =분자 수 (단위 'Moles'로 표현됨)
- r =가스 상수, 이것은 항상 동일 할 수있는 고정 숫자입니다 (8,314 J/molk)
- t =온도 (단위 =켈빈)
이 공식은 가스가 해당 공간의 부피와 함께 공간의 압력을 곱하면 존재하는 가스 분자 수, 특정 상수 및 온도의 곱셈과 동일하다는 것을 알려줍니다.
.요리사에게는 주로 시나리오를 비교할 때 사용됩니다. 특정 공간에 가스가있는 경우 (예 :빵 반죽의 기포). 가스 상수와 마찬가지로 분자의 양이 일정하다고 가정 할 수 있습니다.
오븐에서 온도가 증가합니다. 따라서, n * r * t 더 큰 가치가됩니다. 따라서, p * v 또한 더 커야합니다. 이 경우 부피가 증가하면 열로 인해 그 기포 내 가스가 팽창합니다.
이러한 유형의 온도 변화는 항상 음식에서 발생하며 심지어 분자의 수조차도 부피가 변할 수 있습니다! 다음 예제는 이러한 시나리오 중 일부를 생생하게 할 것입니다.
왜 '실제'가스가 이상적이지 않습니까?
이상적인 가스 법률 과학자들은 그 가스에 대해 약간의 가정을합니다. 우선, 당신은 가스를 구성하는 분자에 서로의 매력이 없다고 가정합니다. 그들은 서로를 고수하지 않고 서로 밀거나 당기지 않습니다. 둘째, 가스 분자 자체가 실제로 공간을 차지하지 않는다고 가정합니다.
실생활에서 두 가정 모두 정확하지 않습니다. 그러나 실내 온도 및 대기압과 같은 온도에 가깝게 머무르면 많은 가스가 매우 이상적입니다. 광범위한 압력과 온도의 경우이 가정은 잘 견디지 못하지만 음식에서는 이러한 '정상적인'조건에 매우 가깝게 머무르는 경향이있어 이상적인 가스 법칙이 유용한 도구입니다!
이상적인 가스 법칙 예 1 - 팝콘 팝콘
300k (27 ° C)의 온도에서 1m의 용기 (또는 거대한 팝콘 옥수수 커널)와 100.000 pa의 압력을 상상해보십시오.이 세 가지 변수를 사용 하여이 거대한 옥수수 커널에 얼마나 많은 가스가 있는지 계산할 수 있습니다.
.p * v =n * r * t
로 다시 작성할 수 있습니다
n =(p * v) / (r * t)
그런 다음 :
n =(100.000 * 1) / (8,314 * 300) =40 Moles
이제 우리는이 가상의 옥수수 커널을 가져 가서 400k (127 ° C)로 가열합니다. 옥수수 커널은 실제로 강력하고 단단하다는 것을 기억하십시오. 압력 하에서 변형되지 않으며 분자가 우리를 벗어날 수있는 방법은 없습니다. (실제로는 커널 내부의 물 증발로 인해 더 많은 가스 분자가 형성 될 것이지만, 지금 당장은 무시할 것입니다.) 따라서 우리는 세 가지가 동일하게 유지된다는 것을 알고 있습니다 :n, v 및 r.
.따라서 공식의 왼쪽과 오른쪽을 고르게하려면 압력이 바뀌어야합니다. 옥수수 커널을 가열 할 때 발생하는 일입니다.
p * v =n * r * t
로 다시 작성할 수 있습니다
p =(n * r * t) / v
그런 다음 당신에게 제공합니다 :
P =(40 x 8,314 x 400) / 1 =133.333 PA.
처음에 압력이 100.000 Pa의 압력을 기억하십시오. 다시 말해, 그것은 상당히 바뀌 었습니다! 선박이나 커널이 압력을 처리 할 수있을 정도로 강한 경우에만 압력 축적이 발생할 수 있습니다. 팝콘 커널조차도 가스가 포함되기 위해 압력이 높아질 때 어느 시점에서 파손됩니다.
이상적인 가스 법률 예제 2 - 수플레 베이킹
이제 300k (27 ° C)에서 1m의 동일한 용기, 100.000 pa의 압력 및 40 몰의 가스를 내부에 상상해보십시오. 다시 선박을 가열합니다. 이제이 선박이 전혀 단단하지 않다고 상상해보십시오. 대신, 그것은 수플레 타자입니다. 수플레 타자는 매우 섬세하고 부드럽습니다. 그들은 가스 거품으로 가득 찬 휘핑 푹신한 달걀 흰자위를 함유하는 경향이 있습니다. 이 반죽을 400K로 가열합시다.
다시 말하지만, 우리는 새로운 가스가 형성되거나 사라지지 않는다고 가정합니다 (실제로는 완전히 사실이 아닙니다!).
팝콘 예에서 보았 듯이 압력이 다시 올라갈 것으로 기대할 수 있습니다. 그러나이 수플레 타자는 단단한 선박만큼 강하지 않습니다! 수플레 타자는 압력이 증가하므로 모양을 유지할 수 없으므로 수플레 내의 압력이 주변 공기의 압력이 동일하게 유지되어야합니다. 그래서 무슨 일이 일어날까요?
p * v =n * r * t
우리는 이제 (n, r, t 및 p 값을 알고 있기 때문에) :
v =(n * r * t) / p
V =(40 x 8,314 x 400) / 100.000 =1,3m
수플레 타자의 크기가 커졌으며 1m으로 시작되었습니다!
수플레의 큰 도전 중 하나는 오븐에서 꺼낸 후에도 항상 무너지지 않도록하는 것입니다. 불행히도, 이것은 수플레가 모양을 유지하고 압력의 변화에 저항하기에 충분히 단단한 경우에만 작동합니다. 수플레, 조리 된 수플레조차도 매우 섬세한 구조를 가지고 있으며 이것을 처리 할 수 없습니다. 따라서 온도의 감소는 항상 적어도 일부 부피가 감소하게됩니다.
이상적인 가스 법칙 예 3 - 케이크 베이킹
많은 음식에서는 음식의 가스 분자의 수가 일정하지 않습니다. 케이크를 굽거나 팝콘을 터뜨 리거나 수플레 새로운 가스를 굽는 경우 새 가스가 형성됩니다. 물은 가스로 증발 할 수 있으며 베이킹 파우더와 같은 도구 제는 이산화탄소 가스가 형성 될 수 있습니다. 물은 증발합니다.
따라서 이전 두 예에서 동일한 시나리오로 돌아가 봅시다. 그러나이 경우 케이크 반죽입니다. 40 몰의 가스, 300k의 온도, 1mand의 부피는 100.000 pa의 압력을 다시 400k로 증가시킵니다. 그러나 이번에는 베이킹 분말과 증발 물 덕분에 많은 새로운 가스 분자가 형성됩니다. 이로 인해 총 60 몰의 가스 분자가 발생합니다.
케이크 반죽은 그다지 강하지 않기 때문에 더 높은 압력을 견딜 수 없으므로 압력은 일정하게 유지됩니다. 결과적으로 볼륨이 다시 변경되어야합니다.
p * v =n * r * t
v =(n * r * t) / p
V =(60 * 8,314 * 400) / 100.000 =2,0m
이 케이크가 이전 예제에 비해 얼마나 큰지 확인하십시오. 잘 익힌 케이크 반죽은 수플레보다 강합니다. 따라서 오븐에서 가져온 온도 강하를 견딜 수 있습니다. 그러나 잘 요리 할 때만. 오븐에서 케이크를 너무 일찍 꺼내면 여전히 붕괴되어 일부 가스를 잃을 수 있습니다. 오븐에 다시 넣더라도 그 가스를 잃어 버리면 원래 크기로 돌아갈 수 없습니다.
결합력
대부분의 음식에서 그것은 이야기를 완성시키는이 세 가지 예의 조합입니다. 팝콘의 경우 점점 더 많은 물이 증발하여 가스로 변하기 때문에 가스 분자의 수도 증가합니다. 수플레도 마찬가지입니다. 수플레의 물은 증발하여 가스가 되어이 가스 행동에 참여할 것입니다. 더 나쁜 것은 수플레를 오븐에서 꺼낼 때이 물 중 일부는 다시 응축됩니다. 이것은 수플레의 수축에 더욱 기여할 것입니다.
종종 훨씬 더 많은 프로세스도 역할을합니다. 구조물은 매우 단단하거나 매우 유연하지 않으며 대신 압력, 부피, 가스 분자 수 및 온도가 동시에 변할 가능성이 높습니다. 또는 일부는 요리 과정이 시작될 때 시작할 수 있지만 다른 일부는 끝까지 변경됩니다. 그러나 이러한 기본 개념을 여전히 이해하기 위해 모든 세부 사항을 이해할 필요는 없습니다!
직장에서 가스의 또 다른 훌륭한 예를 원하십니까? Choux Pastry를 읽으십시오. 부드러운 액체, 공기가없는 choux 생과자 반죽이 놀랍도록 통풍이 잘되는 퍼프로 올라갑니다. 가스 분자 증가와 반죽을 늘리는 것의 조합입니다.
참조
칸 아카데미, 이상적인 가스 법률은 무엇입니까?, 링크
