Komu z nás se už při vaření nestalo, že připravovaný pokrm se přichytil nebo dokonce připálil, přestože jsme použili pánev s nepřilnavým povrchem a vrstvou oleje?
Otázkou, proč k tomu dochází a co se stane s olejem na rozpálené pánvi, se zabývali vědci z Ústavu termomechaniky AV ČR. Zjistili, že za to může takzvaná „suchá skvrna“, která vzniká v důsledku termokapilárních sil.
Dr. A. Fedorchenko se svým kolegou provedli experimentální šetření s použitím kuchyňské pánve s teflonovým povrchem potaženým vyztuženým keramickými částicemi. Když je olejový film uprostřed tenčí než kritická hodnota, film praskne a objeví se obávaná suchá skvrna. Pomocí kamery umístěné nad zahřátou pánví měřili rychlost, kterou suchá skvrna rostla. Videozáznamy ukázaly, že se suchá skvrna rozšíří ze středu pánve na kraj za pouhé čtyři sekundy.
Výsledky experimentu ukázaly, že nerovnoměrné zahřívání pánve způsobilo proces známý jako termokapilární konvekce. Znamená to, že za určité teploty proudí kapalina, v tomto případě olej, z oblastí s nízkým povrchovým napětím, tedy od středu pánve, do oblastí s vysokým povrchovým napětím, tedy k okrajům pánve. Podstatnou součástí práce je matematický model, který popisuje hranici suché skvrny jako analytické řešení diferenciálních rovnic.
Tento fyzikální proces naši vědci popsali v časopise Physics of Fluids, DOI: 10.1063 / 5.0035547
Výsledky studie však přesahují hranice kuchyní. Vědci tvrdí, že tato zjištění lze využít i v průmyslu. K porušení kapalného filmu dochází v kolonách pro destilaci kapalin nebo při chlazení elektronických součástek. „Vznik suché skvrny skvrny nebo porušení vrstvy kapaliny zde hraje negativní roli, vede totiž k prudkému přehřátí elektronických součástek“, říká A. Fedorchenko.
Odkaz na článek ve Physics of Fluids
Objev našich vědců zaznamenal ohlas nejen v zahraničních, ale i českých a slovenských médiích, z nichž vybíráme:
Proč se jídlo na nepřilnavé pánvi připaluje? Čeští vědci našli odpověď
Fyzici přišli na to, proč se vlastně jídlo lepí na pánev
Objev, který změní gastronomii? Vědci popsali tzv. suchou skvrnu, kvůli které se připaluje jídlo
Čeští vědci popsali, proč se připaluje jídlo. Může za to suchá skvrna