4132 ARTYKUŁÓW W SERWISIE
ZNAJDŹ NAS
W INTERNECIE
FIZYKA

Odkryliśmy jak i dlaczego strzela popcorn

16 Lut 2015
FIZYKA
autor: Marek Pawelczyk

Wiesz, że trafiłeś na kopalnię dobrej komedii, jeżeli badanie zaczyna się słowami: „Prażona kukurydza jest najfajniejszą kukurydzą do gotowania, ponieważ podskakuje i wydaje odgłosy ‚pop’ na naszych patelniach”. Tak, okej. Nie mamy żadnych sprzeciwów. Ba, zaryzykujemy wręcz stwierdzenie, że jest to JEDYNA fajna w gotowaniu kukurydza. Nie ma nic zabawnego w pakowaniu kolby normalnej kukurydzy na grilla.

Czyli popcorn jest przezabawny, tyle wiemy. Jednak jak on dokładnie działa? Francuski fizyk Emmanuel Virot i Alexandre Ponomarenko z École Polytechnique postanowili przyjrzeć się stojącemu za tym zjawisku.

Odmiana kukurydzy o nazwie everta (Zea mays) jest jedyną z której można zrobić popcorn, ponieważ posiada o wiele bardziej zbitą łuskę od innych odmian. Więc zespół zgarnął trochę Zea mays everta, położył je na podgrzewanej powierzchni, a następnie stopniowo podkręcał ogień, nagrywając całość szybką kamerą.

W nagraniu 2,900 klatek na sekundę, naukowcy zauważyli, że tylko 34 procent kukurydzy zmieniało się w popcorn przy 170 stopniach Celsjusza, ale gdy temperatura dobiła do 180 stopni, wszystko oszalało – 96 procent z nich wybuchła bielą ze swych złotych powłok. „Odkryliśmy, że temperaturą krytyczną są okolice 180 stopni Celsjusza, niezależnie od rozmiaru czy kształtu”, powiedział Virot.

Ale dlaczego? virot i Ponomarenko wyjaśniają w badaniu, opublikowanym w Journal of the Royal Society Interface:

„Gdy temperatura popcornu przekracza 100°C, zawarta w nim woda (wilgoć) zaczyna wrzeć i osiąga termodynamiczne równowagę ciśnienia oparów, niczym w szybkowarze. Ponad punktem krytycznym ciśnienia, łuska pęka.

Jednocześnie w bielmie popcornu, ziarnka skrobi rozszerzają się adiabatycznie (co oznacza, że temperatura maleje poprzez zmianę ciśnienia powietrza z powodu zwiększenia objętości) i tworzy gąbkowaty płatek o dziwnym kształcie. Następnie, popcorn podskakuje od kilku milimetrów do kilkunastu centymetrów w górę z charakterystycznym ‚pop’. Z tego co wiemy, nieznane są nam początki, gdy pierwszy raz zaobserwowano to zjawisko.”

Dwie dziwne sprawy. Pierwsza, każde ziarnko kukurydzy zawiera mieszankę wody i skrobi – najlepsze ziarenka od 13 do 14.5 procent wilgoci. Gdy ziarnko jest podgrzane, woda zmienia się w bardzo gorącą parę, która sprowadza skrobię do postaci płynnej. Czyli na ułamek sekundy zanim otrzymasz popcorn, posiadasz płynną skrobię, co oznacza, że proces powstawania popcornu jest dziwnie podobny do przemiany gąsienicy w motyla.

Po tym, gdy ciśnienie osiągnie krytyczny moment, płynna skrobia wybucha przez skorupkę i ekstremalnie szybko przechodzi w ciało stałe. Dlatego żaden popcorn nie jest do siebie podobny, a gdy spojrzysz na powierzchnię przez mikroskop, odkryjesz, że składa się on z wielu malutkich, stwardniałych bąbelków. Tutaj jednak jest dziwna część sprawy z popcornem – dźwięk ‚pop’ jaki robi popcorn nie powstaje, gdy ziarenko jest rozsadzane, aby wypuścić skrobię.

Jak wyjaśnia Tia Ghose, „Patrząc na nagranie i wykorzystując mikrofon do nagrania dźwięku, zespół odkrył, że nie powstaje on po rozsadzeniu ziarenka. Zamiast tego, słyszymy ‚pop’, gdy para wodna w środku skrobi zostaje uwolniona, tworząc puste przestrzenie w środku ziarenka popcornu, które reagują na zmniejszone ciśnienie. Podobny fenomen ma miejsce, gdy wulkany czy korki od szampana wybuchają.”

Czyli płynna skrobia przebiła się przez skorupkę i stwardniała – wszystko to w setnych ułamkach sekundy. Ale na tym nie kończy się dziwota. Naukowcy mówią, że nowo utworzony popcorn korzysta ze ‚skrobiowej nogi’, aby podskoczyć w górę, niczym ludzki gimnastyk. „W wyniku tego, można powiedzieć, że popcorn jest pomiędzy dwiema kategoriami ruchomych systemów: eksplodującej rośliny korzystającej z mechanizmu pękającego i skaczącego zwierzęcia, które korzysta z muskułów”. Niesamowite. Oto porównanie:

popcorn-pop[1]

Czyli teraz pozostaje jedno ważne pytanie – jak możemy uniknąć tych wszystkich niepotrzebnych ziaren, które nie zmieniły się w popcorn, a które zaśmiecają dno miski? Smutną odpowiedzią jest, że nie możemy. Virot mówi, że niepęknięte ziarna zapewne posiadają defekty w budowie, które nie pozwalają na osiągnięcie wysokiego ciśnienia w środku. A jeżeli pozostawić ziarno za długo na dnie patelni, możesz wypalić przez nie dziurę, co oznacza, że wtedy z twojej winy nie pojawiło się odpowiednie ciśnienie.

 

Źródło: Science Alert

KOMENTARZE disqus
komentuj przez Disqus
Wiedzocholik na Facebooku
POLUB NAS    
Wiedzocholik na Instagramie Wiedzocholik na Instagramie
Przeglądnij się
PODĄŻAj ZA NAMI    
Wiedzocholik na Twitterze