美食科普:饺子煮熟之后为什么会浮起?

1 引子
今天是2019年12月2日,再过三周就是冬至了。今年的冬至恰逢周日,学生休息,可以安排一次科学探究,让学生回家参与家庭聚会,和家长一起包饺子,煮饺子,吃饺子,并探究一下饺子煮熟之后为什么会浮起来。

这是一个小学生都会回答的问题,不就是饺子受热膨胀浮力变大,大于自身重力之后就浮起来了么?
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但是这种看似合理且流传甚广的解释,根本经不起科学的推敲!
2 主流解释与批驳
在网上检索可以发现,大量的解释看似十分科学,实则不堪一击,且看微主如何批驳。
2.1 批驳水蒸气膨胀说
解释:这是因为饺子加热后,皮内会产生热水蒸气,饺子皮就会膨胀,产生浮力,当浮力大于饺子的重力时,饺子的相对密度小于热水的相对密度,就会浮起来。
批驳:如果是水蒸气使饺子膨胀而浮起,因为饺子内部的最高温度为100摄氏度,则饺子内部气压为1个标准大气压,而外部也是一个标准大气压,内外气压相等,显然饺子不会膨胀浮起。
2.2 批驳肉丸膨胀说
解释:开始肉丸的密度比水大,浮力小于重量,就沉入锅底。当加热至煮熟后,肉丸膨胀,整个饺子的体积就增大许多,也就增大了它的排水量。根据阿基米德原理可知,饺子的浮力就增大了,这时浮力大于重量,就浮起来了。
批驳:根据多年煮肉的经验,肉煮熟以后也不会浮起,所以肉煮熟以后膨胀自动浮起的说法可以休矣。
2.3 批驳微量空气膨胀说
解释:饺子在制作过程中,内部含有微量空气和二氧化碳。当刚投入水中时,由于饺子的密度比水大,浮力小于重量,就沉入锅底。当加热至煮熟后,内部的气体膨胀,整个饺子的体积就增大许多,也就增大了它的排水量。根据阿基米德原理可知,饺子的浮力就增大了,这时浮力大于重量,就浮起来了。
批驳:饺子内部含有微量的空气,这部分空气受热膨胀,的确会引发饺子整体体积膨胀。值得注意的是,由于是空气是微量的,所以微量空气的碰撞不足以使饺子的体积明显变大,这种解释十分牵强。在实际煮饺子的过程中可以发现,饺子浮起以后的体积比饺子冷却后的体积大很多,这绝不是微量空气的膨胀导致的。
3 探究计划
利用冬至周末安排一次家庭活动,通知家长提前做好包饺子的准备,让学生参与饺子的制作,蒸煮和品尝的全过程,并在包饺子的时候,利用控制变量法,探究水分和空气对推饺子浮起的影响,并最终找到饺子煮熟后自动膨胀浮起的根本原因。

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