Die physikalische Chemie des Kochens

In diesem kurzen Artikel besprechen wir Fragen zur physikalischen Chemie des Kochens.

Wenn wir eine Küche betreten, egal ob zu Hause oder in der Bäckerei, treffen wir auf eine Vielzahl von Geräten und Utensilien wie Herd, Elektroherd, Mikrowelle, Kühlschrank, Schnellkochtopf, Mixer, Thermosflasche, Gläser, Geschirr usw. 

Bei der Zubereitung von Lebensmitteln kann es zu zwei Extremen kommen: heiß und kalt. kalt, die mit dem Herd (oder Ofen) bzw. dem Kühlschrank in Verbindung gebracht werden. In diesem Zusammenhang können wir uns Situationen nähern, die mit den Begriffen „Temperatur“ und „Wärme“ zu tun haben.

Die physikalische Chemie des Kochens

Warum vermischen sich Wasser und Öl nicht?

Öl und Wasser vermischen sich nicht, oder besser gesagt, sie sind unlöslich, weil ihre Moleküle unterschiedliche Polaritäten haben, d.h. Wasser ist polar, während Öl unpolar ist. 

Die Bindungen der Wasserstoffatome in den Wassermolekülen sind stark genug, um eine Bindung an einige Ölmoleküle zu verhindern und so eine Vermischung zu verhindern. 

Es ist wichtig zu beachten, dass Öl, das eine geringere Dichte als Wasser hat, den oberen Teil einnimmt, wenn es in Wasser getaucht wird, was die Phasentrennung zwischen den beiden Substanzen in der Mischung kennzeichnet.

Warum verändert gefrorenes Fleisch sein Aussehen, wenn es aufgetaut wird?

Erinnere dich an die anomale Ausdehnung/Kontraktion von Wasser in Abhängigkeit von einer bestimmten Temperaturspanne. 

Außerdem verändern sich die Dimensionen der verschiedenen Stoffe ungleichmäßig, d.h. das Wasser im Inneren der Zellen nimmt während des Gefrierprozesses an Volumen zu (aufgrund des Phänomens der Anomalie). 

Das kann dazu führen, dass die Zellwände aufbrechen. Beim Auftauen sehen die aufgebrochenen Zellen anders aus als in ihrer ursprünglichen Form. ursprünglich, was das Aussehen des Lebensmittels verändert.

Warum sollten wir keine Metallgegenstände in den Mikrowellenherd geben?

Im Inneren des Mikrowellenofens entstehen durch die Wirkung des erzeugten elektrischen Feldes elektrische Ströme im Metall. Dieses Phänomen kann das Gerät beschädigen und zu einer Überhitzung führen, so dass Papier, das damit in Berührung kommt, Feuer fangen kann.

Lebensmittel, die im Mikrowellenherd erhitzt oder zubereitet werden, radioaktiv werden können?

Nein, denn die Funktionsweise ist das Ergebnis der Wechselwirkung von Mikrowellen mit den Wassermolekülen der Lebensmittel, die schwingen und dabei Wärme von innen nach außen erzeugen. Lebensmittel können nur dann radioaktiv werden, wenn sie mit radioaktiven Chemikalien kontaminiert sind.

Warum muss die in Öl gebratene Kartoffel trocken sein?

Das Öl, in dem die Kartoffeln frittiert werden, kann bis zu 100 ºC heiß sein, denn Öl erhitzt sich nicht nur viel schneller als Wasser und hat den Siedepunkt, sondern bleibt auch im flüssigen Zustand, anders als Wasser, das bei 100 ºC verdampft. 

Wenn ein Wassertropfen mit einer niedrigeren Temperatur mit dem 100°C heißen Öl in Berührung kommt, dehnt sich der Wassertropfen heftig aus und schleudert das Öl auf gefährliche Weise in die Umgebung und könnte jeden in der Nähe treffen.

Wenn Lebensmittel wie Bohnen, Fleisch oder Gemüse schnell zubereitet werden sollen, wird häufig ein Schnellkochtopf verwendet, aber warum?

Denn dadurch, dass der Dampf während des Kochens nicht entweichen kann, wird der Siedepunkt optimiert und der Druck im Topf erhöht, und dafür ist der Schnellkochtopf perfekt geeignet.

Da es darum geht, weniger Gas zu verbrauchen und ein Gericht schnell zuzubereiten, wird der Schnellkochtopf verwendet, da das Ventil des Topfes bis zu einer Druckgrenze unterstützt, was eine Ansammlung von Dämpfen verursacht. 

Und da diese durch das Ventil entweichen, bleibt der Druck in der Pfanne konstant und dieser Innendruck, der größer ist als der atmosphärische, bringt das Wasser und die darin befindlichen Lebensmittel schnell zum Kochen.

Warum einen Einmachglas-Deckel reiben, er öffnet sich mit der größeren Leichtigkeit?

Die Reibung erwärmt den Deckel durch Reibung. Die Ausdehnung im Deckel ist größer, weil er aus Metall besteht. Dadurch dehnt sich der Deckel um die Öffnung der Konservenflasche aus, wodurch ein kleiner Spalt entsteht und das Öffnen erleichtert wird. 

Fazit:

In diesem kurzen Artikel haben wir Fragen zur physikalischen Chemie des Kochens erörtert.

Referenzen:

http://www.matkit.at/dateien/schul/physik/matura/fba_julia_gerstl.pdf