I cuochi esperti possono capire quando l'olio da cucina è alla giusta temperatura dal suono sfrigolante prodotto dall'inserimento delle bacchette umide.
Le bacchette inumidite, le gocce d'acqua nell'olio da cucina caldo rivelano complicate dinamiche delle bolle e caratteristiche sonore.
Come suggerisce il nome, la meccanica dei fluidi è una branca della fisica che si occupa della meccanica dei fluidi (liquidi, gas e plasmi) e delle forze su di essi. Può essere suddiviso in due aree di studio:fluidostatica e fluidodinamica.
Mentre molti ricercatori di fluidodinamica si occupano del flusso dei fluidi, un team di scienziati ha recentemente esaminato qualcosa di un po' più esplosivo:cosa succede quando una goccia d'acqua o una goccia di pastella colpisce l'olio bollente?
I cuochi esperti possono determinare quando l'olio da cucina ha raggiunto la giusta temperatura per la frittura inserendo le bacchette inumidite nell'olio bollente. Le bolle si formano sui bastoncini e il suono sfrigolante che producono può dire al cuoco quando è il momento di aggiungere il cibo nella padella.
Nella rivista Fisica dei fluidi , di AIP Publishing, ricercatori di Stati Uniti, Canada e Arabia Saudita hanno studiato attentamente le bolle che si formano quando le goccioline d'acqua entrano in contatto con l'olio da cucina riscaldato. Quando gli investigatori hanno inserito le bacchette inumidite in olio bollente, hanno scoperto che il tipo e il numero di bolle formate dipendeva dalla quantità di acqua assorbita dalle bacchette e dal materiale delle bacchette.
Cavità di esplosione che si forma quando una goccia d'acqua colpisce l'olio caldo. Credito:Tadd T. Truscott
Hanno sperimentato con goccioline d'acqua e goccioline di pastella sospese sulla punta di una bacchetta. La goccia d'acqua è esplosa quando ha colpito l'olio bollente, dove la goccia di pastella ha sviluppato bolle sulla sua superficie.
Per indagare ulteriormente su cosa succede quando il cibo viene messo in olio caldo, i ricercatori hanno utilizzato un piccolo pezzo di carta inumidito con acqua come modello. Hanno scoperto che la quantità e il tipo di bollicine in questo caso dipendevano sia dalla quantità di acqua che dalla temperatura. Hanno osservato che nell'olio caldo si formavano diversi tipi di cavità di vapore quando l'acqua lo incontrava.
Questi esperimenti iniziali hanno portato a una serie di studi più controllati utilizzando una configurazione che consentiva di aggiungere goccioline d'acqua all'olio caldo da un filo sospeso su un palco mobile. Una telecamera ad alta velocità e un microfono sensibile sono stati utilizzati per raccogliere dati dettagliati sulla forma delle bolle che si formano quando la goccia d'acqua colpisce l'olio bollente e sul suono sfrigolante che fanno quando scoppiettano.
Video della cavità dell'esplosione che si forma quando una goccia d'acqua colpisce l'olio bollente. Credito:Tadd T. Truscott
"Nei nostri esperimenti abbiamo trovato tre tipi di eventi bolla:una cavità di esplosione, una cavità allungata e una cavità oscillante", ha affermato l'autore Tadd Truscott.
La cavità di esplosione si forma quando una goccia d'acqua entra nell'olio caldo e subisce una microesplosione a causa dell'improvviso aumento della temperatura, formando una bolla di vapore che può romperne la superficie. La cavità allungata coinvolge una goccia d'acqua che esplode senza rompere la superficie.
La cavità oscillante si verifica quando la goccia scivola via dal filo e viene rapidamente sommersa. Subisce un processo di esplosione in più fasi e inizia ad oscillare prima di rompersi in numerose piccole bolle.
I segnali audio dal microfono hanno rivelato che i tre tipi di cavità producevano caratteristiche acustiche o sonore diverse.
"Possiamo distinguere diverse caratteristiche del segnale acustico per ogni tipo di cavità", ha detto Truscott. "Decifrare i segnali sonori potrebbe portare ad applicazioni future, come il rilevamento acustico della generazione di aerosol."
Riferimento:"Morfologia della dinamica delle bolle e del suono nell'olio riscaldato" di Akihito Kiyama, Rafsan Rabbi, Zhao Pan, Som Dutta, John S. Allen e Tadd T. Truscott, 7 giugno 2022, Fisica dei fluidi .
DOI:10.1063/5.0088065
