Молоко при варке часто убегает так быстро, что мы не успеваем его поймать. Почему так происходит и какие физические процессы за это отвечают? The Village разбирается в кухонной физике. 

   

Почему убегает молоко?. Изображение № 1. 

Андрей Санин

профессор, доктор физико-математических наук, сотрудник института физики Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого

Вопрос с убегающим молоком нельзя назвать острым для современной физики. Но вообще это показательный процесс — хороший тест для оценки понимания физических процессов. Простой ответ в одном предложении: кастрюлю с молоком переполняют пузырьки газа, которые не лопаются.

Для начала стоит разобраться, как вообще появляются множества мелких воздушных пузырьков при кипении. Заметить приближение этой фазы в непрозрачном молоке невозможно. А в случае с водой процесс наглядный, особенно если наблюдать за ним через прозрачный сосуд. По мере нагревания, то есть с ростом температуры, вы увидите, что дно и стенки сосуда покрываются мелкими газовыми пузырьками. Они образуются за счёт выделения газов, растворённых в воде. В тонком придонном слое температура несколько выше, и вода, по идее, должна более интенсивно испаряться. Только куда ей испаряться в глубине? Она и находит выход — испаряется внутрь крошечных пузырьков. Они всегда образуются между стенкой сосуда и жидкостью, особенно там, где есть следы жира или мелкие царапины, невидимые глазом микротрещины.

С повышением температуры пузырёк постепенно расширяется, пока давление воздуха и пара внутри него не уравновесится внешним давлением. Наконец выталкивающая сила отрывает его, и он всплывает. А на стенке уже зреет новый.

Молоко же, помимо воды, содержит длинные полимерные молекулы. Когда при нагревании молока из приповерхностных слоёв испаряется вода, эти молекулы сцепляются и образуют прочную плёнку. Тем временем на дне появляются крошечные пузырьки — это выделяется растворённый в жидкости газ. Внутрь пузырьков тоже начинает испаряться вода, они растут, а их стенки укрепляются полимерной плёнкой. Когда пузырьки всплывают, они упираются в плёнку на поверхности и не могут, как в воде, лопнуть и выпустить пар. С приближением молока к точке кипения число пузырьков растёт, они образуют пену, которая приподнимает полимерную плёнку. При этом сами пузырьки достаточно прочны и не лопаются. Подпираемые снизу новыми, они быстро переполняют кастрюлю.

Понимание природы этого явления позволяет с ним успешно бороться. Чтобы молоко не убежало, его размешивают, не давая возникнуть плёнке. Проще всего, если это будут делать сами поднимающиеся со дна пузыри. Надо только, чтобы они всплывали на поверхность уже укрупнившись, тогда любая плёнка будет им нипочём.

Советская промышленность даже выпускала «сторожи для молока»  в виде диска из нержавеющей стали с концентрическими канавками. Поверхность его гладкая и легко моется. Диск кладут на дно кастрюли, при этом в канавках остаётся довольно много воздуха, сюда и стремятся пары закипающего молока. В результате на дне образуются довольно крупные пузыри, которые всплывают на поверхность через специальную горловину в диске. Пена в этом случае не образуется, и молоко не убегает. За ним можно даже было не присматривать — это такой физический прототип сегодняшних умных вещей: как только образовывались крупные пузыри — диск начинал слегка погромыхивать.  

Ну а в обычных условиях достаточно положить на дно кастрюли перевёрнутое блюдце, из-под которого будут всплывать более крупные пузырьки, и молоко станет кипеть так же, как вода.

   

Почему убегает молоко?. Изображение № 2. 

Антон Абрезов

шеф-повар кафе «Мечтатели»

Ответ на этот вопрос довольно простой. Всё дело в плотности молока. Кипение воды, например, никогда не начинается неожиданно — вы всегда сначала замечаете маленькие пузырьки на дне. Они постепенно увеличиваются в размере, газ внутри начинает испаряться и выталкивает их на поверхность. Чем выше температура, тем быстрее происходит этот процесс. Так вот, с одной стороны, из-за плотности молока плёнка вокруг этих пузырьков несколько плотнее, а с другой — при его нагревании вода испаряется с поверхностных слоёв и образуется тонкая плёнка, которая и не даёт испаряться пузырькам газа. Поэтому они накапливаются и убегают. Как люди на выходе из метро.

Процесс «убегания» не зависит от используемой посуды или плиты — молоко всё равно убежит. Можно положить на дно кастрюли блюдце, чтобы пузырьки концентрировались на дне и происходил равномерный нагрев молока, которое находится выше блюдца. На поверхность в таком случае поднимаются только большие пузырьки. Но тогда очень велик риск, что молоко подгорит. Я предпочитаю просто не ставить сильный огонь и перемешивать до закипания.

   

иллюстрация: Настя Григорьева