¿Por qué el aceite transfiere calor a los alimentos más gradualmente que el agua?

Mientras trabajaba en la tarea para la semana 2 del curso Edx de Harvardx, SPU27x Science & Cooking: From Haute Cuisine to Soft Matter Science, me encontré con esta pregunta:

La diferencia en los calores específicos para agua y aceite es importante para cocinar. Por ejemplo, el aceite se calienta más rápido y es menos probable que cocine en exceso los alimentos si los cocina en aceite que en agua. Explique brevemente estas observaciones, utilizando las ideas científicas de esta semana.

Se nos pide que escribamos una respuesta breve, y después de enviarla, se nos da una rúbrica de calificación y se nos pide que hagamos una autoevaluación. Aquí está mi respuesta:

Si bien es cierto que el aceite se calienta más rápido que el agua debido a su menor capacidad calorífica específica, no es cierto que los alimentos tengan menos probabilidades de sobrecocinarse que el agua. El punto de ebullición del petróleo es generalmente mucho más alto que el del agua (aproximadamente 250-350 grados Celsius en comparación con 100 grados Celsius). Esto significa que cuando cocina alimentos en aceite, es muy probable que sus alimentos alcancen temperaturas mucho más altas que si se cocinaran en agua. Sabiendo que la temperatura de un líquido se mantiene constante en el punto de ebullición, los alimentos cocinados en agua nunca superarán los 100 grados Celsius, por lo que es menos probable que quemes los alimentos en agua que si cocinaras en aceite, ya que las reacciones que provocan quemaduras no ocurren a esa temperatura, pero ocurren en el punto de ebullición de los aceites.

y la rúbrica nos dan estados:

Una respuesta completa contiene al menos dos de las siguientes ideas:

• El aceite tiene un calor específico más bajo que el agua.
• El aceite se puede calentar a altas temperaturas con un aporte de energía relativamente menor que el agua.
• A una temperatura fija, el aceite transfiere calor más gradualmente a los alimentos que el agua a la misma temperatura.
• En forma líquida, el aceite se puede calentar a una temperatura más alta que el agua.

Puede usar diferentes palabras para expresar estos conceptos, así que juzgue su respuesta en función del significado de su respuesta, en lugar de esperar que su redacción coincida exactamente con esto.

Entonces parece que mi respuesta es bastante diferente de la respuesta sugerida. En particular, me confunde que la respuesta proporcionada no aborda explícitamente si es cierto que es menos probable que los alimentos se cocinen en exceso en el aceite. Tampoco estoy seguro de por qué el petróleo transfiere calor más gradualmente a los alimentos que el agua.

Realmente agradecería si alguien pudiera aclarar mis preguntas, y también darme algunos comentarios sobre mi respuesta.

Primero, no creo que la pregunta sobre la que está preguntando esté bien escrita (su pregunta sobre esta pregunta es mejor). No tenemos el beneficio del contexto del curso, pero solo esta pregunta parece pobre. La frase "es menos probable que cocines en exceso" es problemática porque las técnicas para cocinar con aceite y agua son bastante diferentes, como cabría esperar en función de los puntos específicos de calor y ebullición. Aunque el aceite puede transferir menos calor durante un período de tiempo fijo a la misma temperatura que el agua, es poco probable que tenga el aceite y el agua a la misma temperatura. Simplemente no cocina con aceite y agua de la misma manera.

En la pregunta y respuesta original, el término sobrecocinar parece referirse a la temperatura interna de los alimentos. Su respuesta considera que la cocción excesiva es una quema, que no es lo mismo. Quizás estén pensando en el caso en el que el bistec no se hará bien (demasiado) antes de que note que el exterior está carbonizado de forma desagradable cuando se fríe en aceite, pero hervir el filete puede dar como resultado un producto bien hecho sin indicación visual.

Overcook es un poco tonto. Depende del tiempo, la temperatura y la velocidad de transferencia de calor.

La afirmación de que obtendrá una mayor transferencia de agua en comparación con el aceite a la misma temperatura es un poco débil para mí. Sí, el aceite se enfriará (perderá temperatura) más rápido en contacto con la superficie más fría de los alimentos en comparación con el agua debido a un calor específico más bajo. Pero es un fluido y la temperatura será bastante constante. Esa molécula de aceite será reemplazada rápidamente por otra molécula. La viscosidad afectaría la velocidad de mezcla. Incluso mientras está en contacto, la molécula de aceite recibirá calor de las moléculas detrás de ella. Consigo calor específico es un factor de aquí, pero no estoy convencido de que es suficiente de un factor que debe medirse. Les diría lo que quieren escuchar.

Sería bastante fácil de medir. Obtenga una olla de agua y una olla de aceite cada una a 180 F. Enfríe dos termómetros en el mismo vaso de agua. Coloque en macetas y vea cuál llega a 180 F primero. Luego invierta los dos termómetros.

Voy a comentar que la pregunta está mal redactada. EDITAR: OK, reformulación, avergonzado por un título de física para tergiversar el calor específico.

En cuanto al calor específico de la pregunta, el calor específico de los aceites vegetales es aproximadamente la mitad del agua. Eso significa que se necesita aproximadamente el doble de energía para elevar el agua a la temperatura en la misma cantidad de grados que el aceite, o se libera el doble en los alimentos para reducir la misma cantidad. Efectivamente, significa que el agua, a la misma temperatura, tiene el doble de energía de cocción que el aceite, por lo que a la misma temperatura cocinará la comida más rápido y podría ser más propensa a sobrecocinarla sin agregar más energía. Pero rara vez se cocina usando aceite o agua como depósito de calor, se hace agregando continuamente energía a los medios para tratar de mantener una temperatura algo constante.

El calor específico más bajo del aceite significa que es más fácil calentar o enfriar que el agua, lo que lo hace más eficiente para transferir energía de una fuente de calor, o de su reserva, a otro objeto, por lo que simplemente debe cocinarse más rápido que el agua. En perspectiva, en números muy redondeados, el calor específico del agua es un poco más de 4, ignoraremos las unidades, son aburridas pero es la cantidad de energía requerida para calentar un peso de agua en 1 grado. El aceite vegetal, es aproximadamente 2. Cobre, cena eficiente, es 0.385. Cuanto menor es el número, mejor es la transferencia de calor.

La freír en aceite a altas temperaturas que no admitiría es menos probable que cocine en exceso los alimentos a menos que se utilicen elementos de calentamiento deficientes y se use un pequeño depósito que no pueda mantener la temperatura. Sin embargo, tenderá a cocinar en exceso de una manera diferente, quemando el exterior mientras retiene algo de humedad, mientras que la cocción excesiva en agua simplemente secará las carnes. Pero tendré que estar en desacuerdo con el argumento básico de la pregunta.

Creo que el problema es que usted está comparando freír, que usa temperaturas más altas para hervir o hervir a fuego lento, que usa temperaturas más bajas, debido al punto de ebullición del agua mucho más bajo.

Si esto quiere ser respondido en un contexto de cocción, uno podría comparar el tiempo necesario para cocinar carne usando un método confitado versus la caza furtiva o hervir a fuego lento, ya que ambos líquidos de cocción estarían ligeramente por debajo de 100 C, y se puede hacer una comparación de manzanas con manzanas, por lo tanto tratar con la parte de "transferencia de calor a una temperatura fija".

Sí, no estoy seguro de que lo de "menos probabilidades de que se cocine demasiado" es necesariamente cierto, porque, a menos que esté haciendo una confesión, la temperatura que se usa para el agua frente al aceite rara vez se "fija" cuando se miran ambos.

La capacidad de calor específica, por sí sola, le dice muy poco acerca de las propiedades de transferencia de calor de un medio en particular, ya que la conductividad térmica y la viscosidad, entre otras cosas, desempeñarán un papel importante.

Quizás la distinción más significativa es que el agua hirviendo estará a una temperatura bastante fija y estable, es decir, alrededor de 100 grados C y, a menos que esté en un recipiente sellado (es decir, una olla a presión) físicamente no puede calentarse más que eso, independientemente de cuánto calor le pones. Pero esto no tiene nada que ver con su capacidad calorífica específica. Por otro lado, es probable que el petróleo se incendie antes de que alcance su punto de ebullición, pero alcanzará una temperatura mucho más alta (dependiendo del aceite utilizado) y, por lo tanto, es mucho mejor para una cocción rápida a alta temperatura.

Entonces, si cocina cosas en agua hirviendo, es prácticamente imposible quemarlas (a menos que la olla hierva en seco), pero aún es posible cocinarlas en exceso.

Una vez dicho esto, esta no es la razón más importante para elegir cualquiera de los aceites y es mucho más probable que le interese cómo interactúa el medio de cocción con la comida en sí.

• El aceite tiene un calor específico más bajo que el agua.
• El aceite se puede calentar a altas temperaturas con un aporte de energía relativamente menor que el agua.
• A una temperatura fija, el aceite transfiere calor más gradualmente a los alimentos que el agua a la misma temperatura.
• En forma líquida, el aceite se puede calentar a una temperatura más alta que el agua.

Te estás perdiendo el factor principal: psicológico. Es menos probable que cocines demasiado la comida.

"A una temperatura fija, el aceite transfiere calor más gradualmente a los alimentos que el agua a la misma temperatura". Es una afirmación completamente equivocada. Primero, con un calor específico más bajo, se enfriará más rápido, y luego, con una temperatura más alta, transferirá su calor más rápidamente. Y mantener esa temperatura fija es mucho más difícil, ya que a diferencia del agua, no se detiene a 100 ° C.

El aceite se calienta a una temperatura más alta en uso normal. Transfiere el calor del calentador de la estufa a los alimentos mucho más rápido, la temperatura más alta cocina los alimentos mucho más rápido, su calor específico más bajo significa que la transferencia es más rápida y usted usa mucho menos que el agua, por lo que nuevamente, el calor es más rápido.

Todos estos serían factores que permitirían cocinar demasiado la comida muy, muy rápido.

Por lo tanto, para evitarlo, observe su sartén, siga revolviendo, obsérvela en todo momento, retírela del fuego tan pronto como esté cocida; preste mucha atención para no cocinar demasiado los alimentos durante todo el proceso.

En caso de ebullición, dejas la olla en la estufa y haces otra cosa mientras la comida hierve a fuego lento. Y es mucho más propenso a perderse el momento en que se cocina, y deja que se cocine demasiado, simplemente porque el proceso lleva demasiado tiempo para controlarse constantemente.

Si bien todos los factores físicos, como el límite de temperatura, la penetración del calor, la distribución del calor, etc., hablan a favor del agua cuando se trata de cocinar en exceso, precisamente porque freír es tan propenso a cocinar en exceso que requiere una atención constante, es menos probable que cocine en exceso. algo con aceite

No soy un químico experto, así que supongo que aquí: ¿podría tratarse de "el aceite y el agua no se mezclan", es decir, la solubilidad y la capacidad del agua para penetrar mejor en la superficie de los alimentos que queremos cocinar? Supongo que la mayoría de los alimentos contienen una cantidad sustancial de agua en comparación con la cantidad de aceite / grasa / grasa y que el aceite cocina la comida solo en la superficie mientras que el agua cocina la comida por completo.