天气太热了，我妈妈在挑战能否用阳光煎鸡蛋
2018/8/12 11:09:59 中科院物理所

    

     ▲点击图片了解活动详情

     今年夏天可以算是特别热的了。每次只要天气一热，就会有人说，这天气热得马路上都可以煎鸡蛋，所以我妈妈最近就在挑战能否用阳光煎鸡蛋。

    

     煎 蛋

     Fried egg

     说真的，煎蛋确实算的上是一个家喻户晓的烹调了，如果你路上随便抓一个人过来问一问，不管 ta 会不会做菜，可能都会个煎蛋。如果只煎一面的话，因为外形像个太阳，还会被称为太阳蛋。

    

     煎制太阳蛋的过程。虽然每个人对于鸡蛋煮多熟好吃各有所爱，但是各国卫生部门都建议，食用蛋类应彻底煮熟。[1]

     所以回到最开始的问题，不依靠火炉等设备，夏天的时候到底能不能靠太阳煎鸡蛋？

    

     怎么才能煮熟一个蛋

     How to cook an egg

    

     蛋白质就宛如上图所示的毛衣，通过一定的空间组合实现生理功能

     作为一个标准的学物理的人，在做实验之前肯定要弄明白这里面的物理原理。生鸡蛋变成熟鸡蛋，其实本质上就是蛋白质的空间结构发生了变化。原来整整齐齐地宛如毛衣，能够完成一定生理功能的蛋白质结构，现在被完全打乱，变成了毛线球。

    

     DNA 上面的碱基即通过氢键来配对，从而使得配对的碱基具有唯一性

     当然，蛋白质的变性过程较为复杂，里面涉及了很多非共价相互作用，比如氢键(氢核与孤对电子之间的作用力)，静电作用(电荷之间的库仑作用力)，范德华相互作用(电中性的原子或分子间的电偶极相互作用力)等。而且，由于蛋白质的大部分肽氢键埋藏在分子的内部，所以蛋白质在很大的温度范围内都能保持稳定。疏水作用和构象熵也在这内部起了很大的作用[2]。

    

     煎蛋最重要的是温度

     在煮蛋实验的过程中，其实我们能够控制的最大的变量就是温度。我们定义蛋白质的热变性温度T 为变性状态和正常状态的蛋白质比例相同时鸡蛋的温度。查阅文献，我们得到鸡蛋白蛋白的变性温度为76℃。当然，并不是说温度低于76℃就不能让鸡蛋白蛋白变性。蛋白质变性大概遵循每升高10℃，其变性速度增加600倍[2]。

     N年前，美国格物致知的 Bill Nye 曾经尝试使用130℉(也即54.4℃)的温度在20分钟成功完成了煎蛋(此处应有掌声)[3]。当然，从杀菌等健康角度考虑，为了让整个鸡蛋凝固需要在 62℃ ~ 70℃ 的温度以上[4]。

    

     阳光可以煎鸡蛋吗

     Cooking an egg by the sun

    

     太阳对地面的辐射功率(包含了直接辐射和散射辐射)数量级大概为 100 瓦每平方米 ，我们将鸡蛋摊至 10cm * 10cm 大小，鸡蛋的比热容为 2.7 J/(g · ℃)(忽略蛋黄的比热容为 3.7J/(g · K)，考虑到鸡蛋里大部分为蛋白，忽略之)，鸡蛋质量取为 50g，那么将鸡蛋温度提高 30℃ 所需要的时间为

    

     这还是忽略了各种散热因素，以及假设鸡蛋可以完全吸收辐射不考虑反射率等情况下，所以这样的加热效率根本不可能去煎鸡蛋。

     实际上地面的温度大概比气温高10~15℃，如果是柏油这种低反射率(黑色)，导热性能又差的地面，在夏天天热的时候很有可能飚上50℃，看上去足以充当我们用来加热的大热源。

    

     煎蛋传热模型，也就是一维杆热输运问题，一端恒温，一端加热，求解其温度分布随时间的变化

     虽然我们原则上也可以建立传热模型，假设鸡蛋为一个均匀的圆柱体，求解热输运方程，计算加热的效率，最后得到加热时间。

    

     一维情况下的热输运方程

     参考链接[6]中给出了水煮蛋的模型，假设了一颗球形的均匀分布的蛋，计算得到其加热时间约为分钟量级。

     实际上，这样的模型仅仅计算了加热的时间，甚至都还没有考虑到外界的对流以及鸡蛋自身辐射降温的影响，在考虑了上述因素后将鸡蛋加热到地面温度的时间可能需要显著地增加。而且就算最后加热到了和地面同一温度，我们还没有考虑到地面温度和热变性温度之间的差距，引起的鸡蛋变性速度的巨大下降……

    

     所以，一般情况下的地面并不能煎鸡蛋。

     真的。。。不能。。。煎鸡蛋。。。

    

     特殊的地面可以煎蛋么？

     Special conditions

     我知道你这时候肯定有一个大胆的想法，一般情况不行的话，那么特殊情况下的地面煎鸡蛋么？

    

     位于美国加州的死亡谷国家公园，Death Valley National Park

     在美国加州的死亡谷国家公园(Death Valley National Park)曾经有这么一条新闻，Death Valley Park Rangers Ask Visitors to Stop Frying Eggs on the Pavement [7]，管理员呼吁大家不要在路面煎蛋，因为他们清理游客煎完蛋以后地面上残留的蛋白质和蛋壳十分不容易。

     事情的起因是公园工作人员为了证明这里的地面真的热到可以煎蛋，在视频网站上传了煎蛋视频。他们往在地面上放置了几个小时的黑色铁锅里打了一个鸡蛋，在几分钟的时间里，这个鸡蛋就熟了。虽然确实证明了这里真的可以热到煎鸡蛋，但皮这一下的后果就是游客们纷纷效仿，给公园管理带来了很大麻烦。

    

     气象卫星得到的地表温度图

     当然，小编要弱弱地说明的是，目前WMO(世界气象组织)承认的目前地球上有测量记录的最高气温就在死亡谷国家公园，记录时间为1913年7月10日，当时气温达到了创纪录的56.7℃[8]。从气象卫星的数据上看，我们国内大部分地区的地表温度都不高，远不够拿来煎蛋。

    

     我们真的不能试一试么

     Have a try

     如果真的想试一试的话，为了尝试这种最大自然最原始的煎蛋方式，我们需要

     01

     找一块最黑的平底锅

    

     02

     在最热的天，寻一个太阳最艳的点

    

     03

     把锅刷上油，暴晒足够久

    

     04

     往锅里打上一个蛋

    

     05

     然后耐心地等待

    

     你最后可能会得到微微泛着点白的鸡蛋，当然也有可能是

    

     完全没熟的蛋

     其实你仔细看的话，还是可以看得出来这个蛋被轻微加热过的 [9]。

     趁着今年夏天还没结束，有条件的快去挑战一下吧~

     参考链接

     www.nhfpc.gov.cn/zwgkzt/wsbysj/200804/18740.shtml

     段振华. (2012)《高级食品化学》中国轻工业出版社.

     原网址为 www.billnye.com/so-hot-you-could-fry-an-egg/ 现在文章已经删除，无法考证真实性

     美国鸡蛋安全协会给出的关于鸡蛋保存，操作，烹调建议 eggsafety.org/egg-safety/

     施红, 许建明, & 李成才. (2009). 华南地面太阳辐射状况及其转折特征分析, 热带气象学报.

     Boiling en egg newton.ex.ac.uk/teaching/CDHW/egg/CW061201-1.pdf

     www.delish.com/food/news/a39523/death-valley-asks-vistors-to-stop-frying-eggs/

     en.wikipedia.org/wiki/Highest_temperature_recorded_on_Earth

     www.livescience.com/37860-hot-enough-to-fry-an-egg-on-the-sidewalk-this-weekend.html

     编辑：Cloudiiink

    

     近期热门文章Top10

     ↓ 点击标题即可查看 ↓

     1. 正版印度神药为何这么贵？研究半世纪，两夺世界第一，出了五位顶级医学奖

     2. 吃瓜时节，我们用公式计算告诉你，如何科学地挑选西瓜!

     3. 一个64G的手机，装满文件后会变重吗？| No.114

     4. 为什么三体不稳定，我们的太阳系如此稳定？

     5. 世界杯伪球迷实用装 X 指南

     6. 为什么空调吹出的风有一股“空调味”？| No.111

     7. 火星上真的有水!“火星快车”探测到直径20千米的液态水湖泊

     8. 这道像是奥数题的“填色问题”，至今无人能解决

     9. 为什么奥利奥扭开以后，夹心总是粘在其中一面上？

     10. 隐藏在这幅画中的17个物理世界

     点此查看以往全部热门文章

    

    

    http://weixin.100md.com
返回 中科院物理所 返回首页 返回百拇医药