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咖啡啊你快些涼

如果要在一杯熱飲料(比如咖啡或者茶)裡面加涼的東西(比如牛奶),我們可以先加進去等它涼,也可以讓它先涼一會兒再加,那麼哪種方式涼得快呢?

BOBO曾經問我是不是在廚房裡做飯也當實驗來做,我說我在實驗室裡已經做得夠多,回到廚房裡就懶得再做了。不過有些東西如果當實驗來做還是很有趣的,我就想忽悠一些實驗黨。楊楊在簽名檔裡有一句「喜歡一切一切好玩的」,所以就當仁不讓地成了第一個被忽悠的實驗黨員。每次想起什麼有點意思的廚房實驗,我就說:「楊楊,有個好玩的實驗,想不想做……」

最近的這個是如何讓熱咖啡涼得更快,其實是蒂斯在《分子美食學》裡討論過的問題。問題分為兩個:一是說如果要在一杯熱飲料(比如咖啡或者茶)裡面加涼的東西(比如牛奶),我們可以先加進去等它涼,也可以讓它先涼一會兒再加,那麼哪種方式涼得快呢?二是,我們都知道一邊攪拌一邊吹氣可以讓它涼下來,如果只吹氣或者只攪拌,哪種方式更有效呢?

楊楊不愧是實驗黨的優秀黨員,糾結了一陣,說:雖然我很想知道答案,但是為了不讓預設的結論影響實驗結果,還是先試一下再說吧。

第二天,楊楊說:試過了,結果是攪拌涼得快……於是乎,事情大為不妙——在蒂斯的書裡,他的結果是「吹的情況下每分鐘下降6℃,而攪拌的情況下每分鐘下降3.5℃」。難道弄涼咖啡也有「水土問題」,要出現具有「中國特色」的結論?好在定性地做一下這個實驗比較容易,於是我決定自己動手。

把兩個同樣的杯子放在桌子上,倒進大致同樣多的開水。一杯用嘴對著水面吹,另一杯拿把小勺不停地攪——好在孩子睡覺去了,不然非得認為爸爸在發什麼神經。幾分鐘之後,用手拿起杯子已經能夠感覺到差別——吹的那杯要涼一些,各自喝一口感覺就更加明顯。

其實在邊吹邊攪的過程中,已經可以想到為什麼楊楊的結論與蒂斯不同。一方面,涼得快慢跟攪拌速度有關,也就是說不同的攪拌強度會得到不同的冷卻速度;另一方面,不僅吹的強度會影響涼的快慢,吹的角度也會有很大影響,如果楊楊吹的時候要保持淑女風範——對著杯子輕輕哈氣,從語言角度來說也是「吹」,但是咖啡涼的速度就會很慢。

如果是這樣,蒂斯的敘述就相當不嚴謹了。於是我回去重讀原文,發現他其實對「吹」和「攪拌」都加了一個副詞:vigorously。由此看來,在一個人對於「吹」和「攪拌」都盡力「劇烈」的情況下,「吹」的效率就足夠顯示出來了。這再一次說明,即使不是讀專業文獻,認真仔細還是有必要的。

從理論分析來看,這個結論也是合理的。為了簡化,假定杯子保溫性能很好,那麼咖啡變涼就主要由杯子口的那部分散熱速度決定。在那裡,水的溫度傳給附近的空氣,空氣再把熱量傳走。在攪拌的情況下,整個杯子中的水溫能夠快速混合均勻,也就是說攪拌使整杯水的溫度總是相同。而在吹的情況下,杯子中的水只能靠自然對流來讓表面上變涼了的水下沉,而杯子下面高溫的水上浮,這樣杯子中的水混合就不如攪拌均勻。但是,吹氣的時候把被水面上方被加熱的空氣吹走了,再流過來低溫的空氣,這樣帶走熱量的效率就比攪拌產生的空氣流動要高多了。而且,吹的角度越小,熱量被帶走的速度就越快。在吹和攪都盡量「劇烈」的情況下,吹就勝出了。

而第一個問題就比較好控制。兩杯開水,一杯直接加涼水,稍微攪拌一下;另一杯過幾分鐘再加同樣多的涼水,也攪拌一下。這個過程操作情況的影響不大,就容易得到一致的結果。與上面的分析類似,水的變涼主要由杯子上方的散熱決定,而散熱快慢取決於熱水和周圍的溫度差以及有效的散熱面積。加了涼水之後,水的溫度下降了,所以溫度差會降低,而有效的散熱面積幾乎沒有變化。在後加涼水的情況下,杯中的熱水處於高溫,因而溫差更大,散熱效率更高。當完成與涼水的混合之後,它的溫度就比一開始就加了涼水的那杯溫度要低。

知道了這些,當你請客人喝咖啡的時候,把煮好的咖啡和伴侶分別端上來,除了方便客人自己掌握伴侶的用量,還可以讓客人早一點喝到嘴裡。