蒸汽爆炸——爆米花的科学

五月三十一日

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爆米花急转弯

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成分

出现玉米 爆米花 一个小平底锅 平底锅,最好有透明的盖子
钳 植物油 石油

指令

拿一小把爆米花,用钳子轻轻捏碎;不要切成小块,直接把它敲开。

在锅里加热一些油,就像你做普通爆米花一样。

试着把坏了的爆米花放进去。它有用吗?

现在试试完好无损的爆米花。有区别吗?

警告:制作爆米花需要在非常热的油中爆炸。因此,这是非常危险的,所以要小心,在锅冷却之前不要盖上盖子。

结果

损坏的爆米花不太壮观。通常它只是挤出泡沫,有时会产生很弱的泡沫。

另一方面,完好无损的爆米花会爆炸得非常猛烈。视频首先以正常速度播放,然后慢20倍,最后慢80倍。

解释

爆玉米花是一种特殊的玉米品种;有点像不那么甜的甜玉米。种子内部有大量的淀粉,种子利用这些淀粉存活下来,直到它长出足够的叶子来收获阳光。它被一层非常坚硬的外壳保护着。

爆米花仁截面 爆米花结构
爆米花的果仁主要由淀粉组成,并被坚硬的外壳包围

爆米花之所以会爆,是因为当你加热它时,里面的水分也会变热,变成蒸汽。然而,内核坚硬的外层可以承受高达10个大气压的压力,阻止水膨胀成蒸汽。水持续升温至100摄氏度以上,压力越来越大。当它加热时,果仁中的水分改变了储存在里面的淀粉,形成了一种果冻——类似于你吃玉米时的化学反应
用玉米面使汤变浓(玉米粉是磨碎的玉米)。

加热爆米花 爆米花断裂
当果仁被加热时,淀粉分子在里面的水里散开,形成果冻。 壳内的水加热并试图沸腾,给壳施加巨大的压力。最终破裂,水迅速沸腾,形成泡沫。

最终温度可升至180°C。这极大地增加了壳内的压力,导致壳分裂并释放压力。压力的下降导致果冻状淀粉中的水立即沸腾,膨胀了1-2000倍或更多。这把果冻吹成泡沫,我们称之为爆米花。

由于淀粉果冻中的水分已经全部蒸发,淀粉变干,变得坚硬,即使在爆米花冷却、水分再次凝结的时候,淀粉也能支撑自己。

爆米花泡沫
泡沫剧烈膨胀,形成我们所知的爆米花。因为所有的水现在都变成了气体,淀粉变干变硬,所以泡沫在冷却时不会破裂。

如果你打破爆米花的外壳,压力就无法形成,所以要么水就会慢慢地流出,甚至不会形成泡沫(要么它会慢慢地从一个洞里挤出来)。有时你只是削弱了外壳,它就会破裂,但是压强要小得多,因此比没有损坏的外壳更不猛烈。

有时你会在桶底发现很小的爆米花。这些可能是它们在到达你的途中被削弱了,所以它们不能正常弹出。因为它们更小,但来自同样大小的玉米片,所以密度更大,所以沉到碗底。

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