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1、第三节传热学基本原理食物制熟过程中的传热学，涉及热量传递的方法和承担传热任务的介质两个方面的知识。一、经典的热量传递方式只要有温度差 存在的地方，就会有热量自发地从高温物体或区域传向低温物体或区域。烹调的 传热方式有传导、对流和辐射三种。温度差即 温差 -即食物有生到熟是食物吸收了一定的热量，而事物能吸收热量一定有种“推动力” ，这种推动力就是温差。热传递 - 由于温差的存在，热量才会从高到底地传递下去，这种传递过程就是热传递。热阻 - 由于在热量传递中遇到阻力，这种阻力称热阻。 I=UR 热传递的方式 - 传导、对流和辐射（一）热传导热传导 指导热物体各部分没有相对位移，或不同物体直接接触时
2、，因组成该物体的各物质的分子、 原子和自由电子等微观粒子的额外运动而发生的热量传递现象。从理论上讲， 热传导可以在固体、液体和气体中进行， 但是在地球引力场内，单纯的热传导只能在结构紧密的固体中进行。 因在液体和气体中，只要有温度差存在， 液体分子的移动和气体分子的扩散就不可避免，从而产生对流现象。也就是说，在液体中，热量的传递是以传导和对流两种方式同时进行。Q= At/ （二）热对流对流 在液体（包括液体和气体） 的运动中，热量从高温区域移向低温区域的现象。在烹调中，单纯在流体之间进行的的热交换即纯对流现象并不是主要的，通常都是温度高的固体把热量传递到与之接触的流体中去，这样就出现了对流和传
3、导同时存在的热交换现象。典型的现象如： 电水壶烧开水，电热元件产热后，传递到水中，使一部分水分子受热温度升高而流向低温区， 同时低温区的水分子又立刻补充到高温区继续受热，于是对流现象产生。单纯的对流现象： 将一壶开水到入冷水桶中， 此时所产生的热传递方式是典型的对流过程。Q=At（三）热辐射热辐射 是物质在高温状态（包括燃烧和其他激烈化学反应和核反应）下以光子的形式（电磁波）发射能量的过程。 Q=?根据爱因斯坦质能关系式： E=mc2 E 表示能量， m表示物质质量， c 表示光速（ 30 万 km/s）。在热传递中传导和对流所涉及到的物质， 它们的运动速度远远低于光速，即使像自由电子这样的基
4、本粒子， 我们仍可以计算它的静止质量。可作为辐射方式的传能物质是静止质量等于零的一种叫做 光子的物质，光子的运动速度等于光速 ，这便是一类叫做 电磁波（俗称射线）的物质，它们一方面具有和质子、 中子、电子等相似的微粒性质；另一方面又表现出一定运动频率（或波长）的波动性质， 这便是波粒二象性，是现代物理学中量子理论的基础。因此辐射现象蕴涵者很深的物理学原理和奥妙的自然规律。（四）、热容量温度 - 仅表示分子运动的程度， 如 100 度与 50 度，只能说明100 度比 50 度更热，并不能说明传热的多少。热量 - 只不过是度量物体能量改变的物理量，即改变的数量。? 与物体的质量有关： 1 公斤肉
5、与 2 公斤肉，热量不同? 与物体的性质有关： 1 公斤肉与 1 公斤青菜，热量不同。? 热容量 - 表示使物体温度升高 1 度所需要的热量， 表达式为Q=cm(T?-T ?)二、烹饪操作中常用的传热介质（一）水在烹饪技术中，水是最常用的传热介质，这是因为：1 、水的比热容高达 2.039J/ （g ? ）：（0 下的水），因而能储存大量的热量， 投入原料后，整个物料体系的温度不至于下降过快，便于原料成熟。2 、水的导热性能好： 0 的冰水，导热率为 0.599W/（g ? K）；45 时的水， 导热率 为 0.645W / （g ? K）；100 时的蒸气，导热率为 0.023W / （g
6、? K ）。所以，水经加热，立即发生对流，使整个容器内所有的物料处在均匀的温度场中。3 、水是化学性质稳定，又是人体的重要营养物质，无毒无害。4 、水是无色无味的液体，能溶解多种物质，对食品的风味不会产生影响，但要防止水溶性维生素流失。5 、水是最廉价的传热介质，但要合理运用。（二）、水蒸气水的沸腾温度在101325Pa时为 100 ，若压力不变，超过100 便完全汽化为水蒸气，水蒸气也常被作为传热介质。是因为：1、水蒸气传热冷却后无任何污染。2、水蒸气的饱和温度随饱和蒸气压而改变，因此传热的温度范围大于液态水。3、水蒸气不受任何容器及形状的限制，适合于任何形状和任意大小的原料。4、只要温度稳
7、定，没有冷凝水产生，就不会造成营养素和风味物质的流失，也不会对食物造成污染。5、传热均匀，主要的传热方式是对流。水蒸气和蒸气压与饱和温度的关系饱和蒸气压 /Pa 1013.2510132.5101325202650303975饱和温度 / 6.9245.8499.64120.23133.54（三）食用油脂食用油脂和水一样， 不仅用作传热介质， 而且是一类重要的营养素，是三大产热营养素之一。油脂作为传热介质，应考虑的主要性质是它们的燃烧和分解温度。下面有几个相关的专业名词，应理解其含义：1、闪点油脂受热时，其中的易挥发成分首先蒸发汽化，这种油蒸气如遇明火， 立刻燃烧而产生火光， 但又随即自行熄灭
8、时的最低温度。纯净油脂的闪点一般不低于300 ，挥发物高的油脂如芝麻油，闪点较低。2、燃点指油脂因明火点燃发生火光而继续燃烧时的最低温度，一般比闪点高20-60 。3、着火点指油脂受热温度升高而自行着火时的温度。一般食用油脂的着火点在400 左右。4、发烟点指油脂因剧烈加热而分解生成分子量较小的容易挥发的物质，形成油烟时的温度。发烟点过低对工作人员有害。几种食用油脂的发烟点油脂种类发烟点/ 油脂种类发烟点/ 大豆油195-230玉米胚油222-232橄榄油167-175棉子油216-219菜子油186-227奶油208芝麻油172-184猪油190几种食用粗制油和精制油的发烟点油类豆油菜子油椰
9、子油指标粗制油精制油粗制油精制油粗制油精制油碘价2.10.71.90.80.90.3过氧化物228311032发烟点 /190236179218143190加热时间对豆油发烟点的影响加热时间发烟点/5min240是质油发，脂烟其用点关作要键传高要热。30min23560min2205h20010h18015h18020h160上述四个概念的温度点，其由低到高的顺序应该是：发烟点 闪点 燃点 着火点食用油脂传热介质的基本特点1 、一般油脂的 比热容为 1.95 039J/ （g ? K ），比水小，因此加热温度容易升高，投入原料后，油温又下降很快。2 、油脂的导热性能良好，在高温油锅中形成均匀的
10、温度场，菜肴受热均匀。3 、热油的工作温度远高于水，而且热油中不含水分，是食品制熟过程中美拉德反应和焦糖化反应进行的有利条件，使食品上色。4 、烹饪原料与热油接触时，容易使其中的风味物质因受热释放或分解成新的风味物质，增加菜肴的风味特色。上浆、挂糊后，原料可进一步提高质嫩。5 、有利于消化吸收率的提高，相对高的热处理温度不仅可以加速细菌死亡，而且还能破坏某些对消化生理过程不利的生物活性因子，如大豆中的抗胰蛋白酶、马铃薯中的抗淀粉酶等 。当然，高温而产生的小分子物质，不仅影响菜肴风味，而且对人体健康有害。故油温的高低要掌握好。（四）金属有些烹调技法， 仅用薄层油脂， 实际上就是以金属锅体作传热介
11、质，薄层油脂的作用的作用是用于粘锅。金属的良好导热性，使其传热快，温度容易升高，有利于美拉德和焦糖化反应。因传热快，温度不易控制，加之传热方式是传导，故原料受热不均匀。（五）其他固体传热介质目前使用的有食盐、粗沙、细石子、泥等，其导热性能都不高，因此升温降温都比较温和， 对原料的营养破坏和流失率小，原料本身的风味物质不易流失。三、菜肴熟制操作的传热过程尽管传热有传导、对流和辐射三种方式，但三者并不是单纯的、孤立地进行的，对于任何一个传热过程，都是这三种方式的组合。对于水来说，在 70-80 度时，水面几乎没有变化，叫做盲眼；80-90 度时，水面略有滚动，有小气泡生成，叫做蟹眼；90 度以上，
12、水面强烈滚动，气泡既大有多，叫做鱼眼。-唐宋文人所记摘。如何判断判断油温和油面上的物相变化，是厨师正确掌握油温的关键所在。下面以菜子油为例，所观察到的油温和油面的物相变化对应关系菜子油全火眼加热时，油温与状态的关系油温 /状态60-110无气泡，油面平静110-120气泡产生、油面开始由外向里翻动120-190大量气泡产生，油面向里翻动190-230大量气泡产生，油面由外向里翻动，气泡逐渐消失230-240有大量青烟产生，无气泡，油面平静菜子油中间火眼加热时，油温与状态的关系油温/ 状态60-100无气泡，油面平静100-150气泡产生并逐渐增加、油面由外向里翻动150-200产生大量气泡，油面翻动明显，有青烟产生200-240气泡逐渐消失，油面恢复平静，青烟量加大240-250有大量青烟菜子油外围火眼加热时，油温与状态的关系油温/ 状态60-100无气泡，油面平静100-150气泡产生并逐渐增加、油面由外向里翻动150-190产生大量气泡，油面翻动明显190-240有青烟产生，气泡逐渐消失，油面恢复平静，240-270有浓烟，无气泡，油面平静通过以上三组数据可知：1、低温时的气泡主要是油脂中少量水汽化所致2 、炉灶的火眼排列与传热快慢有密切关系，所以设计要合理3 、产生青烟的温度即是该油脂的闪点
