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煮粥和烧开水的比较。
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锅里烧水,盖上锅盖开了不会溢出来;可煮粥,即使不很满,开了也会溢出来。为什么?
米的主要成分是淀粉,煮粥时,米中的淀粉跑出来,使煮粥的水的粘度增加。当粥烧开后,蒸气从锅里跑出来的时候,就像吹肥皂泡那样,吹出一个面表张力较大不易破灭的泡泡来,随着蒸气的增加,泡泡也越聚越多,当它们升到锅的边缘时,就从锅里溢出来了。水的标准沸点是100度,当温度越高沸腾的就剧烈,释放的气泡也就越多。打开锅盖由于冷空气所以会加快气泡破裂,但当冒泡速度大于破裂速度时就算不盖锅盖也会一出来。通俗的说,火太大了
如果大家仔细观察过煮水的过程,我们认为这是一个恒压过程,随着水温的升高,大部分气体的溶解度会下降,也就是我们会看到靠近加热端的水中出现气泡,并逐渐变大。同时,由于远离加热端的一侧温度相对较低,气体在水中溶解度就较高,从而我们会看到随着温度升高,底下的气泡会上升,随着温度越升越高,多余的气体就会排出去。而水煮开后,此时会是水和水蒸气共存的体系,也就是煮沸后我们看到的气泡。
而煮面和煮粥的过程中,因为也有水分的存在。温度的上升也会伴随着上述多余气体排出的过程,但是面和粥的表面存在一种薄膜,抑制了气体排出,因此气体就会把薄膜一直往上顶,从而导致溢出来。而这层薄膜主要来源于面和粥中的大分子(淀粉、蛋白质等),一端亲水,一端疏水,在表面上出现了一种稳定的气泡结构。这种现象的机制被称为Marangoni effect(马兰格尼效应):一个正在蒸发的液滴,周围会有一个蒸汽梯度分布,两个液滴靠近的地方蒸汽浓度高,远离的地方蒸汽浓度低。而空气蒸汽浓度越高,蒸发速率越慢,因此在两个液滴靠近的地方,蒸汽浓度高,蒸发速率慢,水含量就高了,而根据Marangoni effect,在表面张力不同时,会有一个力由表面张力小的地方指向表面张力大的地方。因此就出现了我们看到的一层薄膜。
因为水开了之后,水蒸气泡升到水面,立即爆破。使水面的高度不会增加,所以不会溢出。而粥开时,淀粉和水的混合物具有粘性,所以水蒸气泡不易爆破,在水面越聚越多,使蒸气泡把锅盖掀翻。
无论煮粥或者烧水,