第三节 传热学基本原理 食物制熟过程中的传热学，涉及热量传递的方法和承担传热任 务的介质两个方面的知识。 一、经典的热量传递方式 只要有温度差存在的地方，就会有热量自发地从高温物体或区域 传向低温物体或区域。烹调的传热方式有传导、对流和辐射三种。 ●温度差即温差-即食物有生到熟是食物吸收了一定的热量， 而事物能吸收热量一定有种“推动力”，这种推动力就是温差。 ●热传递-由于温差的存在，热量才会从高到底地传递下去， 这种传递过程就是热传递。 ●热阻-由于在热量传递中遇到阻力，这种阻力称热阻。I=UR ●热传递的方式-传导、对流和辐射 （一）热传导 热传导—指导热物体各部分没有相对位移，或不同物体直接接 触时，因组成该物体的各物质的分子、原子和自由电子等微观粒子的 额外运动而发生的热量传递现象。 从理论上讲，热传导可以在固体、液体和气体中进行，但是在地 球引力场内，单纯的热传导只能在结构紧密的固体中进行。因在液体 和气体中，只要有温度差存在，液体分子的移动和气体分子的扩散就 不可避免，从而产生对流现象。也就是说，在液体中，热量的传递是 以传导和对流两种方式同时进行。 Q=λA△t/δ
第三节 传热学基本原理 食物制熟过程中的传热学，涉及热量传递的方法和承担传热任 务的介质两个方面的知识。 一、经典的热量传递方式 只要有温度差存在的地方，就会有热量自发地从高温物体或区域 传向低温物体或区域。烹调的传热方式有传导、对流和辐射三种。 ●温度差即温差-即食物有生到熟是食物吸收了一定的热量， 而事物能吸收热量一定有种“推动力”，这种推动力就是温差。 ●热传递-由于温差的存在，热量才会从高到底地传递下去， 这种传递过程就是热传递。 ●热阻-由于在热量传递中遇到阻力，这种阻力称热阻。I=UR ●热传递的方式-传导、对流和辐射 （一）热传导 热传导—指导热物体各部分没有相对位移，或不同物体直接接 触时，因组成该物体的各物质的分子、原子和自由电子等微观粒子的 额外运动而发生的热量传递现象。 从理论上讲，热传导可以在固体、液体和气体中进行，但是在地 球引力场内，单纯的热传导只能在结构紧密的固体中进行。因在液体 和气体中，只要有温度差存在，液体分子的移动和气体分子的扩散就 不可避免，从而产生对流现象。也就是说，在液体中，热量的传递是 以传导和对流两种方式同时进行。 Q=λA△t/δ
（二）热对流 对流—在液体（包括液体和气体）的运动中，热量从高温区域移 向低温区域的现象。 在烹调中，单纯在流体之间进行的的热交换即纯对流现象并不是 主要的，通常都是温度高的固体把热量传递到与之接触的流体中去， 这样就出现了对流和传导同时存在的热交换现象。 典型的现象如：电水壶烧开水，电热元件产热后，传递到水中， 使一部分水分子受热温度升高而流向低温区，同时低温区的水分子又 立刻补充到高温区继续受热，于是对流现象产生。 单纯的对流现象：将一壶开水到入冷水桶中，此时所产生的热传 递方式是典型的对流过程。 Q=аA△t （三）热辐射 热辐射——是物质在高温状态（包括燃烧和其他激烈化学反 应和核反应）下以光子的形式（电磁波）发射能量的过程。Q=σ₀АТ⁴ 根据爱因斯坦质能关系式：E=mc² E 表示能量，m 表示物质 质量，c 表示光速（30 万 km/s）。 在热传递中传导和对流所涉及到的物质，它们的运动速度远远低 于光速，即使像自由电子这样的基本粒子，我们仍可以计算它的静止 质量。可作为辐射方式的传能物质是静止质量等于零的一种叫做光子 的物质，光子的运动速度等于光速，这便是一类叫做电磁波（俗称射 线）的物质，它们一方面具有和质子、中子、电子等相似的微粒性质；
（二）热对流 对流—在液体（包括液体和气体）的运动中，热量从高温区域移 向低温区域的现象。 在烹调中，单纯在流体之间进行的的热交换即纯对流现象并不是 主要的，通常都是温度高的固体把热量传递到与之接触的流体中去， 这样就出现了对流和传导同时存在的热交换现象。 典型的现象如：电水壶烧开水，电热元件产热后，传递到水中， 使一部分水分子受热温度升高而流向低温区，同时低温区的水分子又 立刻补充到高温区继续受热，于是对流现象产生。 单纯的对流现象：将一壶开水到入冷水桶中，此时所产生的热传 递方式是典型的对流过程。 Q=аA△t （三）热辐射 热辐射——是物质在高温状态（包括燃烧和其他激烈化学反 应和核反应）下以光子的形式（电磁波）发射能量的过程。Q=σ₀АТ⁴ 根据爱因斯坦质能关系式：E=mc² E 表示能量，m 表示物质 质量，c 表示光速（30 万 km/s）。 在热传递中传导和对流所涉及到的物质，它们的运动速度远远低 于光速，即使像自由电子这样的基本粒子，我们仍可以计算它的静止 质量。可作为辐射方式的传能物质是静止质量等于零的一种叫做光子 的物质，光子的运动速度等于光速，这便是一类叫做电磁波（俗称射 线）的物质，它们一方面具有和质子、中子、电子等相似的微粒性质；
另一方面又表现出一定运动频率（或波长）的波动性质，这便是波粒 二象性，是现代物理学中量子理论的基础。因此辐射现象蕴涵者很深 的物理学原理和奥妙的自然规律。 （四）、热容量 温度-仅表示分子运动的程度，如 100 度与 50 度，只能说明 100 度比 50 度更热，并不能说明传热的多少。 热量-只不过是度量物体能量改变的物理量，即改变的数量。 ♠与物体的质量有关：1 公斤肉与 2 公斤肉，热量不同 ♠与物体的性质有关：1 公斤肉与 1 公斤青菜，热量不同。 ♠热容量-表示使物体温度升高 1 度所需要的热量，表达式为 Q=cm(T₂-T₁) 二、烹饪操作中常用的传热介质 （一）水 在烹饪技术中，水是最常用的传热介质，这是因为： 1、水的比热容高达 2.039J/（g ∙ ℃）：（0 ℃ 下的水），因而 能储存大量的热量，投入原料后，整个物料体系的温度不至于下降过 快，便于原料成熟。 2、水的导热性能好： 0 ℃ 的冰水，导热率为 0.599W/（g ∙ K）； 45 ℃时的水，导热率为 0.645W /（g ∙ K）；100 ℃时的蒸气，导热 率为 0.023W /（g ∙ K）。所以，水经加热，立即发生对流，使整个 容器内所有的物料处在均匀的温度场中。 3、水是化学性质稳定，又是人体的重要营养物质，无毒无害
另一方面又表现出一定运动频率（或波长）的波动性质，这便是波粒 二象性，是现代物理学中量子理论的基础。因此辐射现象蕴涵者很深 的物理学原理和奥妙的自然规律。 （四）、热容量 温度-仅表示分子运动的程度，如 100 度与 50 度，只能说明 100 度比 50 度更热，并不能说明传热的多少。 热量-只不过是度量物体能量改变的物理量，即改变的数量。 ♠与物体的质量有关：1 公斤肉与 2 公斤肉，热量不同 ♠与物体的性质有关：1 公斤肉与 1 公斤青菜，热量不同。 ♠热容量-表示使物体温度升高 1 度所需要的热量，表达式为 Q=cm(T₂-T₁) 二、烹饪操作中常用的传热介质 （一）水 在烹饪技术中，水是最常用的传热介质，这是因为： 1、水的比热容高达 2.039J/（g ∙ ℃）：（0 ℃ 下的水），因而 能储存大量的热量，投入原料后，整个物料体系的温度不至于下降过 快，便于原料成熟。 2、水的导热性能好： 0 ℃ 的冰水，导热率为 0.599W/（g ∙ K）； 45 ℃时的水，导热率为 0.645W /（g ∙ K）；100 ℃时的蒸气，导热 率为 0.023W /（g ∙ K）。所以，水经加热，立即发生对流，使整个 容器内所有的物料处在均匀的温度场中。 3、水是化学性质稳定，又是人体的重要营养物质，无毒无害
4、水是无色无味的液体，能溶解多种物质，对食品的风味不会 产生影响，但要防止水溶性维生素流失。 5、水是最廉价的传热介质，但要合理运用。 （二）、水蒸气 水的沸腾温度在 101325Pa 时为 100 ℃，若压力不变，超过 100 ℃便完全汽化为水蒸气，水蒸气也常被作为传热介质。是因为： 1、水蒸气传热冷却后无任何污染。 2、水蒸气的饱和温度随饱和蒸气压而改变，因此传热的温度范围 大于液态水。 3、水蒸气不受任何容器及形状的限制，适合于任何形状和任意大 小的原料。 4、只要温度稳定，没有冷凝水产生，就不会造成营养素和风味物 质的流失，也不会对食物造成污染。 5、传热均匀，主要的传热方式是对流。 水蒸气和蒸气压与饱和温度的关系 （三）食用油脂 食用油脂和水一样，不仅用作传热介质，而且是一类重要的营养 素，是三大产热营养素之一。 油脂作为传热介质，应考虑的主要性质是它们的燃烧和分解温 饱和蒸气压/Pa 1013.25 10132.5 101325 202650 303975 饱和温度/℃ 6.92 45.84 99.64 120.23 133.54
4、水是无色无味的液体，能溶解多种物质，对食品的风味不会 产生影响，但要防止水溶性维生素流失。 5、水是最廉价的传热介质，但要合理运用。 （二）、水蒸气 水的沸腾温度在 101325Pa 时为 100 ℃，若压力不变，超过 100 ℃便完全汽化为水蒸气，水蒸气也常被作为传热介质。是因为： 1、水蒸气传热冷却后无任何污染。 2、水蒸气的饱和温度随饱和蒸气压而改变，因此传热的温度范围 大于液态水。 3、水蒸气不受任何容器及形状的限制，适合于任何形状和任意大 小的原料。 4、只要温度稳定，没有冷凝水产生，就不会造成营养素和风味物 质的流失，也不会对食物造成污染。 5、传热均匀，主要的传热方式是对流。 水蒸气和蒸气压与饱和温度的关系 （三）食用油脂 食用油脂和水一样，不仅用作传热介质，而且是一类重要的营养 素，是三大产热营养素之一。 油脂作为传热介质，应考虑的主要性质是它们的燃烧和分解温 饱和蒸气压/Pa 1013.25 10132.5 101325 202650 303975 饱和温度/℃ 6.92 45.84 99.64 120.23 133.54
度。下面有几个相关的专业名词，应理解其含义： 1、闪点 油脂受热时，其中的易挥发成分首先蒸发汽化，这 种油蒸气如遇明火，立刻燃烧而产生火光，但又随即自行熄灭时的最 低温度。纯净油脂的闪点一般不低于 300 ℃，挥发物高的油脂如芝 麻油，闪点较低。 2、燃点 指油脂因明火点燃发生火光而继续燃烧时的最低温 度，一般比闪点高 20-60℃。 3、着火点 指油脂受热温度升高而自行着火时的温度。一般 食用油脂的着火点在 400 ℃左右。 4、发烟点 指油脂因剧烈加热而分解生成分子量较小的容易 挥发的物质，形成油烟时的温度。发烟点过低对工作人员有害。 几种食用油脂的发烟点 油脂种类 发烟点/ ℃ 油脂种类 发烟点/ ℃ 大豆油 195-230 玉米胚油 222-232 橄榄油 167-175 棉子油 216-219 菜子油 186-227 奶油 208 芝麻油 172-184 猪油 190 几种食用粗制油和精制油的发烟点 油类 指标 豆 油 菜子油 椰子油 粗制油 精制油 粗制油 精制油 粗制油 精制油 碘 价 2.1 0.7 1.9 0.8 0.9 0.3 过氧化物 22 8 31 10 3 2 发烟点/ ℃ 190 236 179 218 143 190 加热时间对豆油发烟点的影响 加热时间 发烟点/ ℃ 5min 240 油 脂 用 作 传 热 介 质 ， 其 关 键 要 求 是 发 烟 点 要 高
度。下面有几个相关的专业名词，应理解其含义： 1、闪点 油脂受热时，其中的易挥发成分首先蒸发汽化，这 种油蒸气如遇明火，立刻燃烧而产生火光，但又随即自行熄灭时的最 低温度。纯净油脂的闪点一般不低于 300 ℃，挥发物高的油脂如芝 麻油，闪点较低。 2、燃点 指油脂因明火点燃发生火光而继续燃烧时的最低温 度，一般比闪点高 20-60℃。 3、着火点 指油脂受热温度升高而自行着火时的温度。一般 食用油脂的着火点在 400 ℃左右。 4、发烟点 指油脂因剧烈加热而分解生成分子量较小的容易 挥发的物质，形成油烟时的温度。发烟点过低对工作人员有害。 几种食用油脂的发烟点 油脂种类 发烟点/ ℃ 油脂种类 发烟点/ ℃ 大豆油 195-230 玉米胚油 222-232 橄榄油 167-175 棉子油 216-219 菜子油 186-227 奶油 208 芝麻油 172-184 猪油 190 几种食用粗制油和精制油的发烟点 油类 指标 豆 油 菜子油 椰子油 粗制油 精制油 粗制油 精制油 粗制油 精制油 碘 价 2.1 0.7 1.9 0.8 0.9 0.3 过氧化物 22 8 31 10 3 2 发烟点/ ℃ 190 236 179 218 143 190 加热时间对豆油发烟点的影响 加热时间 发烟点/ ℃ 5min 240 油 脂 用 作 传 热 介 质 ， 其 关 键 要 求 是 发 烟 点 要 高