Конвекция переносит тепло быстрее, чем теплопроводность и бывает двух видов: свободная (нагревание/остывание воды в океане, воздуха в комнате и т. д.) и вынужденная (с применением грубой силы: размешивание ложкой чая в стакане, вентилятор).Когда вы держите руку над газовой горелкой, вы чувствуете тепло. Источник нагревает воздух, он расширяется, становится чуть менее плотным и поднимается наверх.
В кулинарии мы можем наблюдать это явление в кипящей воде, масле для фритюра, духовке. Когда-нибудь надеюсь написать о том, как удивительно работают все эти техники.
В кастрюле с водой, масле для фритюра или духовке образуются постоянно циркулирующие конвекционные потоки из-за неравномерного нагрева (сильнее возле дна кастрюли, возле источника тепла). Большие куски еды создают препятствие для этих потоков, появляются пятна, внося в процесс готовки элемент рандома. По этой причине, например, не стоит утрамбовывать ногами пакеты с продуктами в су вид ванну, оставьте место для свободной циркуляции воды.
Когда вы готовите что-то в жидкости (вине, воде, бульоне), вы тоже сталкиваетесь с явлением конвекции. Конвекция в жидкостях намного быстрее, чем в газах, из-за более высокой плотности первых. Поэтому вы можете свободно поместить руку в духовку на некоторое время, но если вы тоже самое сделаете с горячей жидкостью, то немедленно получите ожог.
Вынужденная конвекция в духовке, например, осуществляется благодаря работе вентиляторов, которые гоняют потоки воздуха. Вокруг куска еды из-за трения о шероховатую поверхность продуктов обычно образуется тонкий изолирующий слой воздуха, который мешает нагреву, вынужденная конвекция помогает этот слой разогнать. В жидкости работает тот же принцип, если вы просто перемешаете ее ложкой, нагрев будет происходить быстрее.
Этот принцип работает не только с нагревом, но и с охлаждением. Существуют специальные промышленные холодильные установки, которые, подобно духовке с конвекцией, охлаждают продукты потоками холодного воздуха, разгоняя изолирующий слой.
Чтобы определить, насколько быстро тепло перемещается от источника к продукту, нам нужно учитывать такие показатели, как плотность, вязкость и скорость потока. Коэффициент теплопередачи охватывает эти три свойства и показывает, какое количество теплоты переходит от более нагретого вещества к менее нагретому за единицу времени.
Например, конвекционная печь и классический духовой шкаф - оба переносят тепло за счет конвекции, но первая при этом готовит многие продукты значительно быстрее. Это объясняется разницей коэффициента теплопередачи.
Статья Марии Магиной