творческие работы учащихся

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Уренгойская средняя общеобразовательная школа № 2»

Научно практическая конференция учащихся

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПРИГОТОВЛЕНИИ ПИЩИ

Выполнила: Евсюкова Валерия,

ученица 7 б класса

Руководитель Шмидт Наталья Александровна,, учитель физики

Уренгой, 2009

Содержание:

1. Введение
2. Физические процессы при консервировании пищи
3. Физические процессы при приготовлении пищи
4. Отличие процесса варки от процесса жарки.
5. Расход энергии.
6. Выводы.

Введение:

Для того, что бы продукты дольше сохраняли свой срок годности, необходимо не только консервировать все продукты, но правильно их готовит и хранить.

Известно  много рецептов приготовления и консервирования пищи.

Почти все пищевые продукты быстро портятся. Порчу вызывает главным образом микроорганизмы, которых мы обычно называем микробами. В кислой среде условия для существования микробов неблагоприятные. На этом основание маринование овощей, плодов и других продуктов – к ним добавляют уксусную кислоту.

 Оптимальная температура для жизнедеятельности микробов 10-50 ۫C. При температуре кипения(100 ۫C) большинство микробов погибает. Именно на этом основании приготовление пищи и консервирование продуктов способом тепловой стерилизации.  Слово «стерилизация»  означает обеспложивание, т.к. уничтожение живых организмов.

Но сама по себе стерилизация готовность пищи не является достаточным условием для обеспечения длительное хранение продуктов. Ведь как только продукт остынет, в него немедленно попадут другие микробы  из воздуха и сразу начнут развиваться, что бы этого не случилось, перед консервированием все продукты помещают в банки, которые можно укупорить герметично, что бы воздух не мог проникать  внутрь и выходить наружу, а затем нагревают. Сам по себе воздух не опасен, важно, что бы в месте с воздухом в банке не проникали новые микробы вместо уничтоженных  при стерилизации.

 Следовательно, способ консервирование пищевых продуктов стерилизацией в герметичных банках основано на сочетании двух главных условий – предотвращении проникновения новых порций воздуха внутрь и нагревании продукта вместе с банкой, для того, чтобы уничтожить микробы внутри.

Физические и химические процессы при консервировании

Рассмотрим рецепт консервирования томатов.

Рецепт: тщательно вымойте томаты, зелень, несколько долек чеснока и приправы по вкусу укладывают в чистые ошпаренные кипятком банки. Банки с помидорами заливают горячим маринадом: на 1 литр воды добавляют 50 грамм соли и 50 грамм сахара, после полного их растворения (нагревать до кипения) добавляют 1 чайную ложку 80 % -й уксусной кислоты.

Что происходит в это время в кастрюли с маринадом? Молекулы соли, сахара, уксусной кислоты проникают между молекулами воды, а высокая температура ускоряет их движение. Поэтому через какое-то время мы не увидим на дне кастрюльки с маринадом ни соли, ни сахара. Они растворились, т.е. произошла диффузия. Диффузия - ….

Затем банку накрывают жестяной крышкой, ставят в Кастрюлю с кипящей водой, прикрывают ее крышкой и стерилизуют 10 – 15 минут. Овощи в банке нагреваются от воды в кастрюле, микробы погибают.

При проведении стерилизации мы можем наблюдать такое физическое явление, как теплообмен: молекулы кипящей воды, ударяясь о стеклянную банку, передают свою энергию молекулам стекла, а те, в свою очередь, - молекулам маринада и томатов, которые находятся в банке. Таким образом, температура в кастрюле и банке выравнивается, то есть становиться равной 100 0С.

При консервировании томатов мы можем наблюдать явление адсорбции. Адсорбция ….

Молекулы растворенного вещества (соли, сахара, уксусной кислоты) концентрируются на поверхности твердых веществ (помидоров), проникая внутрь, содержание их в маринаде уменьшается. Если попробовать маринад до стерилизации и после, то можно почувствовать, что вначале процесса консервирования маринад был кислее и солонее, а в конце этого процесса молекулы соли и кислоты проникли внутрь помидоров и их концентрация в воде стала меньше.

После стерилизации надо осторожно вынуть банку из кастрюли и укупорить крышку с помощью закаточной машинки. Укупоренные банки оставляют для охлаждения перевернутыми, крышками вниз.  Это дополнительно стерилизует крышку, а если закатка была проведена не правильно, в перевернутой банке сразу обнаружиться течь.

Таким образом, надо сначала простерилизовать банку с помидорами, а потом ее укупорить. Если банку уже укупоренной поставить в кастрюлю с водой и нагреть до кипения, то от расширения воздуха и паров давление повысится, в результате крышки будут сорваны, и вся работа будет испорчена.

Итак, мы рассмотрели процесс консервирования помидоров, а также химические и физические процессы, происходящие внутри. Если все сделать правильно, то консервы будут храниться всю зиму при комнатной температуре.

Оборудование: 6 яиц (два для завтрака), 1 стакан молока, батон, сливочное и растительное масло, нож.

приготовить завтраки показать с какими интересными вопросами физики мы сталкиваемся, приготавливая завтрак, состоящий из двух яиц, стакана молока и бутерброда. В качестве главных поваров выступают наши старшеклассники. Им тоже отведена роль главных знатоков законов и явлений физики. Однако мы надеемся на то, что и вы умеете готовить себе завтрак, а поэтому примите активное участие в том, что здесь сейчас будет происходить. Яйца мы можем сварить или приготовить яичницу, молоко вскипятить, из батона приготовить бутерброды с маслом.

1-й консультант. На столе 6 яиц. Два из них уже сварены, и их нужно оставить на столе на салат оливье. Как их можно найти среди остальных? Ваши предложения. Нужно не только назвать эти способы, но и разобраться в их физической сути.

Первый способ. Нужно положить яйцо на стол и вращать вокруг вертикальной оси. Вареное яйцо будет вращаться быстрее, чем сырое. Почему? Вареное яйцо вращается как одно целое; сырое же состоит из отдельных жидких частей: желтка и белка. При вращении сырого яйца эти части обладают разной линейной скоростью : чем дальше от оси вращения, тем эта скорость больше; поэтому между частями яйца возникает внутреннее трение, тормозящее движение.

Второй способ. Опустить яйца в соленую воду, если они одинакового размера, то сырое яйцо будет плавать на большей глубине, чем вареное.

Третий способ. Оригинальный. Нужно укрепить все яйца на столе. Затем из ружья выстреливать в них по очереди. В вареных яйцах останется узкий след от пули, а сырые разлетятся на куски во все стороны. Вряд ли кто-то пользуется таким способом, но интересна причина такого разного влияния и действия пули на сырые и вареные яйца. При попадании пули в сырое яйцо, давление, оказываемое на его жидкое содержимое, будет передаваться по закону Паскаля во все стороны без изменения.

Учитель. Отделив вареные яйца от сырых, начинаем готовить завтрак. Варим яйца.

2-консультант. В какую воду будем класть сырые яйца? Можно в холодную, а можно и в горячую. В холодной воде нагревание происходит одновременно, а в кипящей может треснуть скорлупа яйца, как тонкостенный стакан. При большей разности температур (комнаты и кипятка) вещество внутри яйца расширяется при нагревании очень быстро, и трескается скорлупа. Как этого избежать? Чтобы яйцо не треснуло при опускании в кипяток, нужно положить яйцо на металлическую ложку и медленно погружать его с ложкой. Яйца варим от 4 минут до 10 минут. Что предпринимают после того, как прошло время, отведенное для варки яиц? (опускают в холодную воду) зачем? Скорлупа при быстром охлаждении резко сокращает свои размеры, и в ней образуются микротрещины, которые облегчают процесс снятия скорлупы. Почему в горах трудно сварить яйца? Оно может долго находиться в кипящей воде, но оставаться при этом сырым. Так ли это? Температура кипения зависит от внешнего давления. В высокогорных районах атмосферное давление значительно ниже, чем у поверхности Земли, а с уменьшением давления температура кипения уменьшается. Вблизи вершины Эльбрус она составляет только 820С. Там атмосферное давление равно 0,5 атм.

Учитель. А теперь будем готовить яичницу. Почему мы жарим на масле, а не на воде?

3-й консультант. Наверное, нам необходимо выяснить, чем отличается процесс варки от процесса жарки. Когда мы варим, продукты нагреваются до температуры кипения воды, то есть до 1000С или чуть более, если добавить соли. Вода выступает, с одной стороны, как среда, обеспечивающая постоянство 100-градусной температуры, с другой – она ограничивает соприкосновение со стенками сосуда. При варке мы нагреваем продукты для их размягчения, стремясь этим существенно улучшить усвоение пищи. Белки и крахмал становятся более податливыми. Этот процесс изменяет микроструктуру продуктов, изгоняет из них летучие вещества. Иным становится запах продуктов, меняется их внешний вид и объем, продукты адсорбируют воду.

Когда мы жарим, продукты находятся в масле, т.е. в жидкой среде, температура которой может быть, около 3000С. При такой высокотемпературной обработке существенное значение приобретает процесс окисления продукта. Жареная пища, поэтому приобретает иной вкус, жидкость из нее испаряется. Почему же мы все-таки жарим на масле, а не на воде? Вода, попадая на раскаленную сковороду, температура которой выше 1000С, начинает мгновенно испарятся на сковороде, образуя множество капелек-шариков воды, каждый из которых содержит некоторое количество растворенного в ней воздуха. Вследствие нагрева давление внутри шариков возрастает, они лопаются. Разрыв сопровождается возникновением ударной волны, которую мы воспринимаем, как треск и шипение. Когда мы наливает масло на разогретую до 3000С сковороду, мы наблюдаем такое же явление, но более высокой температуре. Итак, мы приготовили себе яичницу.

Учитель. Нам нужно вскипятить молоко. Нельзя забывать, что процесс кипячения молока сопровождается интенсивным и резким увеличением объема, в результате чего мы говорим, что молоко «бежит».

4-й консультант. Молоко – это ценный пищевой продукт. Оно содержит сахар, белки, жиры, минеральные вещества, витамины, ферменты. Сравним процесс кипения воды и молока. В начале молоко, как и вода, нагревается в кастрюле благодаря конвекции – перемешиванию теплых и холодных масс. Наличие определенного количества жира в молоке приводит к образованию маслянистой пленки. При нагревании растворенный в молоке воздух расширяется и поднимается вверх в виде пузырьков. Внутри каждого происходит испарение жидкости. С повышением температуры и по мере приближения ее к температуре кипения давление внутри пузырька увеличивается настолько, что, когда оно становится равным внешнему (или чуть превышает его), пузырек лопается, и воздух выходит наружу. Маслянистая пленка на поверхности для пара непроницаема, поэтому пар, вырвавшийся из пузырьков, заставляет ее подниматься. Молоко как бы разбухает, увеличивается в объеме и «убегает», переливаясь через край кастрюли.

Учитель. Молоко вскипело. Осталось нарезать батон и приготовить бутерброды.

5-й консультант. Попробуем нарезать хлеб острой и тупой стороной ножа. Тупой стороной ножа резать трудно. Почему? Сила давления одно и та же, а площадь опоры разная. Чем больше площадь опоры, тем больше нужно оказывать давление, поэтому проще и удобнее резать острой частью ножа. Намажем ломтики батона маслом, выложим их на тарелку. Завтрак готов. И сделано это не без участия физики. Когда он будет съеден, каждый из поевших получит в запас определенное количество энергии для своей внутренней энергетической установки. И этот запас энергии можно подсчитать.

100 г хлеба, окисляясь в организме, дают 877 кДж энергии;

20 г масла – 838 кДж,

2 яйца – 754 кДж,

1 стакан молока – 544 кДж.

В сумме запас энергии составит 3013 кДж.

Чтобы израсходовать такое количество энергии, нужно, например, 335 раз равномерно подняться по лестнице на пятый этаж. Ведь человек массой 60 кг на один подъем – 15 м – расходует 9 кДж энергии.

Учитель. Вот и закончилось приготовление завтрака с физикой. Я благодарю всех своих помощников-консультантов за их старательную подготовку и интересные рассказы. Надеюсь, дорогие друзья, вам было интересно, и вы узнали много нового. А закончить нашу встречу хочу словами великого ученого А.Эйнштейна. «Этот большой мир существует независимо от нас, людей, и стоит перед нами как огромная вечная загадка, доступная, однако, по крайней мере, отчасти, нашему восприятию и нашему разуму». До новых встреч!