آیا فوت کردن غذای داغ واقعا تأثیر دارد؟

همه ما این موقعیت را تجربه کرده‌ایم: تکه پیتزای خوشمزه ای را جدا می‌کنید و می‌خواهید بخورید، اما مانند خورشید داغ به‌نظر می‌رسد. با وحشت و ناامیدی آن را فوت می‌کنید تا خنک کنید. اما آیا فوت کردن غذای داغ به خنک شدن آن کمک می‌کند؟

پیش از پرداختن به این موضوع که چرا فوت کردن غذای داغ موجب خنک شدن آن می‌شود، بهتر است ابتدا مطمئن شویم این کار واقعا اثر دارد، چرا که ممکن است توضیحات دیگری نیز برای این موضوع وجود داشته باشد.

برای مثال، مدت زمانی که صرف فوت کردن غذا می‌کنیم، ممکن است برای کاهش دما کافی باشد و سرد شدن غذا ارتباطی با فوت کردن نداشته باشد. شاید هم تکه‌تکه کردن غذا پیش از فوت کردن موجب شود سطح آن افزایش پیدا کند و سریع‌تر خنک شود. شاید هم این موضوع صرفا روانشناختی باشد و این‌طور باشد که ما فقط فکر می‌کنیم فوت کردن غذا موجب سرد شدن آن می‌شود.

برای مشخص‌کردن این موضوع که آیا فوت کردن، غذای داغ را سرد می‌کند، به داده‌های دقیق نیاز داریم؛ اما ظاهرا مجلات علمی بزرگ به این موضوع علاقه‌مند نیستند. البته یوتیوبرهایی به نام نیت بونهام و کالی گید در سال ۲۰۲۱ چندین آزمایش برای سنجیدن این موضوع انجام دادند.

نتایج آزمایش‌ها این بود: پس از دو دقیقه دمای سطح یک بشقاب پوره سیب‌زمینی که روی آن فوت شده بود، ۸٫۳۳ تا ۱۰ درجه سانتیگراد خنک‌تر از دمای همان پوره سیب‌زمینی بود که روی آن فوت نشده بود. وقتی مقداری از سیب‌زمینی‌ها به اندازه یک لقمه کوچک برداشته شد، اختلاف دما بیشتر بود. در همین حال، فوت کردن بشقاب سوپ گوجه‌فرنگی موجب کاهش دمای بیشتر هم شد. نتایج مشابهی درمورد غذاهایی مانند پیتزا هم مشاهده شد. بنابراین، به‌نظر می‌رسد فوت کردن غذا واقعا به خنک‌کردن آن کمک می‌کند و حداقل دمای سطحی آن را کاهش می‌دهد. اما علت این امر چیست؟

درحالی‌که کسی زمان زیادی را صرف تایید تجربی این موضوع نکرده است که آیا فوت کردن موجب خنک شدن غذاها می‌شود، وقتی صحبت از ریاضی و فیزیک به میان می‌آید، نسبت به اتفاقاتی که در این مورد در جریان است، اطمینان زیادی داریم.

گرما به سه روش اساسی می‌تواند از یک مکان یا جسم به مکان یا جسمی دیگر منتقل شود: رسانش (هدایت)، همرفت و تابش. وقتی روی غذای داغی فوت می‌کنید، هر سه حالت رخ می‌دهد اما نقش تابش و رسانش خیلی کمتر است.

هریک از این اصطلاحات چه معنایی دارند؟ بیایید با تابش شروع کنیم که توضیح آن ساده‌تر است: تابش زمانی رخ می‌دهد که گرما به خاطر تابش از دست می‌رود.

در انتقال حرارت به واسطه‌ی تابش، به محیط نیازی نداریم. برای مثال، تابش فرایندی است که طی آن گرمای خورشید از صدها میلیون کیلومتر خلاء عبور می‌کند و به زمین می‌رسد. تابش سریع‌ترین شکل انتقال حرارت است؛ اما در مبحث کنونی ما اهمیتی ندارد.

علت چیست؟ فوت کردن روی جسمی که داغ است، میزان تابش انرژی حرارتی توسط آن را افزایش نمی‌دهد، بلکه حتی برعکس آن رخ می‌دهد: نرخ انتقال حرارت ازطریق تابش از قانون اشتفان–بولتسمان پیروی می‌کند و به مساحت سطح، قابلیت انتشار و تا حد زیادی به دمای جسم بستگی دارد. فوت کردن روی جسمی جامد مانند غذا فقط یکی از این عوامل یعنی دما را تغییر می‌دهد و درجهت کاهش دما عمل می‌کند. به عبارت دیگر هرچه بیشتر فوت کنید، تابش حرارتی کمتر می‌شود.

پس تابش را کنار بگذاریم. انتقال حرارت به‌وسیله‌ی رسانش به چه شکل است؟ رسانش زمانی است که گرما بین دو جسم از طریق برخوردهای تصادفی اتم‌های و مولکول‌های آن‌ها منتقل می‌شود.

انرژی حرارتی موجب جنبش مولکول‌‌ها می‌شود. این انرژی می‌تواند به مولکول‌های دیگر منتقل شود.‌ بدین‌ترتیب، حرکت مولکول اول کاهش و حرکت مولکول دوم افزایش پیدا می‌کند. این فرایند تا زمانی که انرژی کل مولکول‌ها برابر شود، ادامه پیدا می‌کند. اما رسانش نیز در خنک شدن غذای داغ در هنگام فوت کردن غذا اهمیت زیادی ندارد و این امر دلیل ساده‌ای دارد: این فرایند به برخورد اتم‌ها وابسته است و در گازها، اتم‌ها برخورد چندانی با هم ندارند.

بدین ترتیب همرفت باقی می‌ماند. همرفت همان فرایندی است که انرژی حرارتی را در همه چیز از کتری چای گرفته تا پدیده‌های جوی جهانی جا‌به‌جا می‌کند. این موضوع نسبتا ساده است: به‌طورکلی همرفت زمانی رخ می‌دهد که سیالی داغ (که شامل گازها می‌شود) توسط سیالی خنک‌تر کنار زده می‌شود.

همان‌طور که انتظار می‌رود، هرچه سیالی که جایگزین سیال گرم می‌شود، سردتر باشد، فرایند همرفت سریع‌تر اتفاق می‌افتد، زیرا طبق فرمول نرخ انتقال گرما ازطریق همرفت به سه عامل بستگی دارد: ضریب انتقال گرما (که نشان‌دهنده توانایی سیال در انتقال حرارت است)، مساحت سطح در معرض و اختلاف دمای بین دو سیال. هرچه اختلاف دما بیشتر باشد و سطح گسترده‌تر، انتقال گرما مؤثرتر خواهد بود. به عبارت دیگر وقتی روی غذایی فوت می‌کنید، هوای نسبتا خنک‌تر نفس خود را با هوای گرم‌تر اطراف غذای داغ عوض می‌کنید و این کار اختلاف انرژی بین غذا و محیط اطراف آن را افزایش می‌دهد و سرعت خنک شدن غذا را افزایش می‌دهد.

اما چرا سوپ بهتر از غذاهای جامد خنک می‌شود؟ بنا به‌گفته‌ی بونهام و گید، علت آن بود که سوپ عمق کمی داشت و حتی کمی حرکت می‌کرد و این دو عامل موجب خنک شدن بیشتر آن می‌شد. حدس آن‌ها معقول به‌نظر می‌رسد. در بخش‌های گذشته توضیح دادیم مساحت سطح در انتقال حرارت نقش دارد. برخلاف مواد جامد، فوت کردن روی مایعات مساحت سطح را افزایش می‌دهد؛ زیرا به تشکیل موج منجر می‌شود. اما آیا این کل داستان است؟

این طور نیست. وقتی روی غذا یا نوشیدنی داغ که حاوی رطوبت زیادی است، فوت می‌کنید، بیشتر اثر خنک‌کنندگی ناشی از سرمایش تبخیری است که چنان قدرتمند است که می‌تواند دمای سطح را به دمایی کمتر از دمای محیط هم برساند.

ازنظر فنی، این مثال نمونه‌ای از رسانش، همرفت یا تابش نیست، بلکه انتقال انرژی به دلیل تغییر فاز است. مولکول‌های آب در غذاها و نوشیدنی‌های داغ انرژی کافی دارند که به هوا فرار کنند و از آب مایع به حالت بخار درآیند. تغییر فاز انرژی را جذب می‌کند، بنابراین وقتی این فرایند رخ می‌دهد، انرژی غذای باقیمانده را کاهش می‌دهد و آن را خنک می‌کند.

بنابراین، فوت کردن روی سوپ، چای یا هر غذای دیگری در درجه اول راهی برای خنک کردن هوای اطراف غذا نیست، بلکه راهی برای حذف بخار آبی است که بالای آن قرار دارد. این کار فشار بخار را کاهش می‌دهد و کمک می‌کند آب بیشتری از غذا تبخیر شود.

بحث فوق  به این نتیجه‌گیری ساده ختم می‌شود که فوت کردن غذای داغ خصوصا اگر مایع باشد، آن را خنک‌تر می‌کند. البته کارشناسان می‌گویند فوت کردن غذا برای خنک کردن آن می‌تواند به کاهش حرارت کمک کند، اما روشی بهداشتی نیست. هنگام فوت کردن، ذرات ریز بزاق که ممکن است حاوی باکتری‌ یا ویروس‌ باشند، روی غذا می‌نشینند و احتمال انتقال میکروب‌ها را افزایش می‌دهند.