2. 열과 조리
(1) 물분자의 구조
물 분자는 음전하를 띤 산소 원자와 다른 양전하를 띤 2개의 수소 원자들이 공유결합을 하고 있다
(2) 물의 융해열과 기화열
물의 융해열은 80cal/g으로 1g의 얼음을 온도 상승없이 물로 바꾸는데 80cal가 필요
※ 찬물에서는 물 1g이 1cal를 흡수하면 1℃ 높아진다(비열)
(3) 물의 어는점 내림
순수한물은 물분자들이 자유롭게 뭉쳐서 얼지만, 설탕물은 물 분자가 뭉치는 것을 방해하여 0℃ 보다 낮은 온도에서 언다
(4) 물의 끓는점과 끓는점 오름
끓는점 : 액체의 수증기압 = 액체 위의 대기압
v끓는점 오름 : 물에 다른 물질이 녹아 있으면 물이 증발하는데 방해를
받아 100℃보다 더 높은 온도에서 끓는다
(6) 비열
v비열 : 어떤 물질 1g을 1℃ 높이는데 필요한 열량
v물보다 기름이 비열이 작으므로 온도가 더 빨리 올라간다. 계단을 올라갈 때 계단 한 개의 높이를 비열이라고 생각하면 됨. 물의 계단 높이가 1이라고 하면 기름은 0.5로 계단 높이가 낮아 더 빨리 올라갈 수 있음.
3. Group activity
1. 염화칼슘이 겨울철 제설제로 사용되는 이유?
눈이 쌓이면 기온이나 자동차 바퀴 압력이나 사람 발자국에 의해 어느정도 녹게 되고, 이 녹은 물에 염화칼슘이 녹으면서 발열반응이 일어나 주위에 열을 방출하여 얼음이 계속 녹게 된다. 이렇게 녹은 물은 염화칼슘에 의한 어는점 내림으로 인해 얼지 않는다. 30% 염화칼슘이 섞인 물은 영하 30℃까지 얼지 않는다 |
2. 0℃에서 물이 얼음이 되지 않고 액체 상태로 유지하려면?
어는점 내림을 위해 설탕 또는 소금을 넣는다. 물 1L에 설탕 1몰(분자량 342g)을 녹이면 -1.86℃까지 어는점이 내려간다 |
3. 생선장수가 생선 위 얼음에 소금을 뿌려두는 이유
아저씨, 얼음 위에 소금은 왜 뿌려요? 그거야 얼음 천천히 녹으라고...... 많은 사람들이 이렇게 생각을 한다. 그러나 이것은 흔히 접하게 되는 과학적 오류의 한 예이다. 우리는 별 생각없이 얼음에 소금을 뿌려두면 얼음이 천천히 녹는다고 생각을 한다. 그러나 정 반대로 소금을 뿌린 얼음은 보통 얼음보다 훨씬 빠른 속도로 녹는다. 사실 얼음에 소금을 뿌리는 진정한 목적은 얼음을 빨리 녹게 하려는데 있다. 얼음은 녹을 때 1g당 80cal의 융해열을 필요로 한다. 때문에 얼음이 빨리 녹을수록 주변에서 열을 많이 빼앗아가 주위를 차갑게 한다. |
4. 끓는 국에 의한 화상이 끓는 물에 의한 것보다 심할까?
국에는 소금과 같은 용질들이 녹아 있어서 순수한 물보다 끓는점이 높다. 따라서 국에 의해 화상을 입으면 순수한 물보다 온도가 높기 때문에 더 심하다 |
5. 높은 산에서 밥을 하면 왜 삼층밥이 되기 쉬운가?
v 쌀의 전분이 충분히 호화되려면 100℃ 온도가 유지되어야 한다. 그러나 높은 산은 대기압이 낮아 끓는점이 낮아져서 쌀의 전분이 덜 호화되기 때문에 밥이 설 익게 된다
v대기압이 1기압일때는 물이 섭씨 100도에서 끓지만, 높은 산에서는 대기압이 낮아지니까 낮은 온도에서도 기화가 잘 됨. 즉 대기압이 낮아지면 끓는점이 더 낮아짐
v낮은 온도로 끓으면 밥이 설익으니까 기체가 빠져나가지 못하도록 돌을 올려놓아서 압력을 높여야 함. 압력을 높여주면 높을 온도에서 끊으니까 더 많은 열을 받아서 밥이 잘 익음
6. 물과 기름 어느쪽이 더 온도 상승이 빠를까?
무게 | 1파운드(lb) | 454g(453.6g) |
1온스(oz) | 28.35g (1/16 lb) |
부피 | 1갤런(gal) | 3.79L |
1쿼트(qt) | 946.4mL |
1액체온스(fl oz) | 29.6mL |
3. 한국 음식에서 사용하는 계량단위
1큰술(Table spoon, Ts) = ( 15 )mL
1작은술(tea spoon, ts) = ( 5 )mL
1Ts = ( 3 )ts
1컵(C, cup) = ( 200 )mL = ( 13.3 )Ts
4. 서양 음식에서 사용하는 계량단위
1Ts = ( 3 )ts = ( 15 )mL
1온스(oz, ounce) = ( 2 )Ts = ( 30 )mL
1컵 = 16Ts = 1/4쿼트(qt,quart) = ( 240 )mL
1파인트(pt, pint) = 2컵 = (470)mL = ( 0.47 )L
※ 영국에서 1pt = 0.57L
1갤런(gal, gallon) = 16컵 = ( 3.8 )L
1파운드(lb, pound) = 16온스 = 454g
5. 계량단위 변환
4. 단위 변환 - 온도
(1) 섭씨 온도(℃)와 화씨 온도(℉)
• 섭씨온도(Celsius, ℃) :
물의 끓는점(100℃)과 어는점(0℃) 사이를 균등하게 100으로 나누어 놓은 것
• 화씨온도(fahrenheit, ℉) : 32℉ ~212℉
물의 끓는점(212℉)과 어는점(32℉) 사이를 균등하게 100으로 나눈 것
• 2013년 8월 13일 현재 미국 각지의 온도를 화씨 온도로 나타낸 것이다. 섭씨온도는?
(2) 마일
(4) 열전달 방법
§전도(conduction) : 접촉한 두 물체 사이에서 분자운동이 전달되어 열이 이동하는 현상
§대류(convection) : 가열되는 물질이 상하로 이동되면서 열이 전해지는 것
§복사(radiation) : 열원으로부터 중간매체 없이 가열될 물체로 열이 직접 전달되는 현상
§비열(Specific Heat) : 어떤 물질 1kg의 온도를 1℃ 올리는 데 필요한 열량(kcal/℃)
1) 열 전달_열원
① 가스
•점화가 간단하고 최고 온도가 높음
•온도의 상승이 빠르고 점화 즉시 원하는 화력을 얻을 수 있음
② 전기
•무해하고 자동조절이 가능
•가스만큼 최고 도달온도가 높지 않음
•온도 상승이 느리고 완만하며 에너지 단가가 비싼 편
3) 열 전달_전도
•열전도율이 큰 물질 : 열을 빨리 전달하나 보온성이 낮다.
•열전도율이 작은 물질 : 온도상승이 늦으나 보온성이 높다
•조리기구의 재질 : 열전도율이 높은 재질(금속＞유리＞나무)
•금속의 종류 : 은＞구리＞알루미늄＞철
•조리기구의 모양 : 바닥이 넓고 편평한 것
•열원에서의 거리 : 열원에서 가까울수록
•식품의 조직상태 : 균일한 식품
4) 열 전달_대류
•열의 전달은 공기나 액체를 통해서 발생
•공기나 액체를 가열하면 팽창하여 밀도가 낮아지면서 가벼워지므로 위로 올라가고, 위의 찬 공기나 액체는 밀도가 높아 무거우므로 아래쪽으로 이동
•이렇게 열이 전달되는 것 → 대류
•점도가 낮은 액체 : 대류가 잘 일어나 빨리 데워지는 반면에 빨리 식는다.
•점도가 높은 액체 : 대류가 원활하게 이루어지지 못하여 열이 고루 전달되기 어렵다.
4) 열 전달_복사
•열원으로부터 중간매체 없이 직접 물체에 도달하여 열이 전달되는 것
•복사열을 이용하는 조리방법
•전기 또는 가스레인지나 숯불
•연탄불에 고기, 생선, 김 등을 직접 노출시켜 굽는 직화구이
•브로일
5)Microwave
•§전자레인지 : 초단파(주파수 2,450㎒/S)를 이용해서 식품을 가열하는 전자조리기
•§ 원리 : 초단파가 식품에 조사되면 식품 내의 쌍극성 물분자를 급속히 진동시켜서
마찰열을 이용하여 식품을 가열하는 방식 발생하도록
Group activity
*커피 자판기 일회용 종이컵의 규격은 6.5리 oz라고 한다. 몇mL인가?
1fl oz = 29.6mL ≒30mL 6.5fl oz = 6.5 × 30mL = 195mL |
*요리할 때 시머링(simmering) 온도는 185℉라고 한다. 몇℃인가?
℃ = 5/9(F-32) = 5/9(185-32) = 85℃ |
*전자레인지 조리시 먼저 뜨거워지는 것은 식품의 내부일까 외부일까?
마그네트론에서 생성된 극초단파가 식품표면을 통과하여 물분자의 운동을 가속화시킴. 식품내부에서 물분자의 마찰열을 이용하여 식품을 가열하는 방식이므로 내부부터 먼저 가열됨. 따라서 식품 표면에서 열에 의한 갈변반응은 일어나지 않음 |
* 양은 냄비로 끓인 라면이 더 맛있는 이유?
열전도율이 높아 물이 빨리 끓어서 라면이 빨리 호화되고 또 빨리 식기 때문에 남은 잔열에 의해 라면이 풀어지는 것을 막을 수 있다. |
정리
v순수한물은 물분자들이 자유롭게 뭉쳐서 얼지만, 설탕물은 물 분자가 뭉치는 것을 방해하여 0℃ 보다 낮은 온도에서 언다(어는점 내림)
v대기압이 낮아지면 끓는점은 낮아진다.
v 높은 산으로 올라갈 수록 대기압은 낮아진다 - 끓는점이 낮아짐
무게 | 1파운드(lb) | 454g |
1온스(oz) | 28.35g |
부피 | 1갤런(gal) | 3.79L |
1쿼트(qt) | 946.4mL |
1액체온스(fl oz) | 29.6mL |
1. 학습목표
2. 열과 조리
(1) 물분자의 구조
물 분자는 음전하를 띤 산소 원자와 다른 양전하를 띤 2개의 수소 원자들이 공유결합을 하고 있다
(2) 물의 융해열과 기화열
물의 융해열은 80cal/g으로 1g의 얼음을 온도 상승없이 물로 바꾸는데 80cal가 필요
※ 찬물에서는 물 1g이 1cal를 흡수하면 1℃ 높아진다(비열)
(3) 물의 어는점 내림
순수한물은 물분자들이 자유롭게 뭉쳐서 얼지만, 설탕물은 물 분자가 뭉치는 것을 방해하여 0℃ 보다 낮은 온도에서 언다
(4) 물의 끓는점과 끓는점 오름
끓는점 : 액체의 수증기압 = 액체 위의 대기압
v끓는점 오름 : 물에 다른 물질이 녹아 있으면 물이 증발하는데 방해를
받아 100℃보다 더 높은 온도에서 끓는다
(5) 대기압과 끓는점?
(6) 비열
v비열 : 어떤 물질 1g을 1℃ 높이는데 필요한 열량
v물보다 기름이 비열이 작으므로 온도가 더 빨리 올라간다. 계단을 올라갈 때 계단 한 개의 높이를 비열이라고 생각하면 됨. 물의 계단 높이가 1이라고 하면 기름은 0.5로 계단 높이가 낮아 더 빨리 올라갈 수 있음.
3. Group activity
1. 염화칼슘이 겨울철 제설제로 사용되는 이유?
눈이 쌓이면 기온이나 자동차 바퀴 압력이나 사람 발자국에 의해 어느정도 녹게 되고, 이 녹은 물에 염화칼슘이 녹으면서 발열반응이 일어나 주위에 열을 방출하여 얼음이 계속 녹게 된다. 이렇게 녹은 물은 염화칼슘에 의한 어는점 내림으로 인해 얼지 않는다. 30% 염화칼슘이 섞인 물은 영하 30℃까지 얼지 않는다
2. 0℃에서 물이 얼음이 되지 않고 액체 상태로 유지하려면?
어는점 내림을 위해 설탕 또는 소금을 넣는다. 물 1L에 설탕 1몰(분자량 342g)을 녹이면 -1.86℃까지 어는점이 내려간다
3. 생선장수가 생선 위 얼음에 소금을 뿌려두는 이유
아저씨, 얼음 위에 소금은 왜 뿌려요?
그거야 얼음 천천히 녹으라고......
많은 사람들이 이렇게 생각을 한다. 그러나 이것은 흔히 접하게 되는 과학적 오류의 한 예이다.
우리는 별 생각없이 얼음에 소금을 뿌려두면 얼음이 천천히 녹는다고 생각을 한다. 그러나 정 반대로 소금을 뿌린 얼음은 보통 얼음보다 훨씬 빠른 속도로 녹는다. 사실 얼음에 소금을 뿌리는 진정한 목적은 얼음을 빨리 녹게 하려는데 있다. 얼음은 녹을 때 1g당 80cal의 융해열을 필요로 한다. 때문에 얼음이 빨리 녹을수록 주변에서 열을 많이 빼앗아가 주위를 차갑게 한다.
4. 끓는 국에 의한 화상이 끓는 물에 의한 것보다 심할까?
국에는 소금과 같은 용질들이 녹아 있어서 순수한 물보다 끓는점이 높다. 따라서 국에 의해 화상을 입으면 순수한 물보다 온도가 높기 때문에 더 심하다
5. 높은 산에서 밥을 하면 왜 삼층밥이 되기 쉬운가?
v 쌀의 전분이 충분히 호화되려면 100℃ 온도가 유지되어야 한다. 그러나 높은 산은 대기압이 낮아 끓는점이 낮아져서 쌀의 전분이 덜 호화되기 때문에 밥이 설 익게 된다
v대기압이 1기압일때는 물이 섭씨 100도에서 끓지만, 높은 산에서는 대기압이 낮아지니까 낮은 온도에서도 기화가 잘 됨. 즉 대기압이 낮아지면 끓는점이 더 낮아짐
v낮은 온도로 끓으면 밥이 설익으니까 기체가 빠져나가지 못하도록 돌을 올려놓아서 압력을 높여야 함. 압력을 높여주면 높을 온도에서 끊으니까 더 많은 열을 받아서 밥이 잘 익음
6. 물과 기름 어느쪽이 더 온도 상승이 빠를까?
7. 설탕물 + 드라이아이스 = 사이다?
4. 계량법 및 계량단위
1. 계량기구
2. 국제용량
무게
1파운드(lb)
454g(453.6g)
1온스(oz)
28.35g (1/16 lb)
부피
1갤런(gal)
3.79L
1쿼트(qt)
946.4mL
1액체온스(fl oz)
29.6mL
3. 한국 음식에서 사용하는 계량단위
1큰술(Table spoon, Ts) = ( 15 )mL
1작은술(tea spoon, ts) = ( 5 )mL
1Ts = ( 3 )ts
1컵(C, cup) = ( 200 )mL = ( 13.3 )Ts
4. 서양 음식에서 사용하는 계량단위
1Ts = ( 3 )ts = ( 15 )mL
1온스(oz, ounce) = ( 2 )Ts = ( 30 )mL
1컵 = 16Ts = 1/4쿼트(qt,quart) = ( 240 )mL
1파인트(pt, pint) = 2컵 = (470)mL = ( 0.47 )L
※ 영국에서 1pt = 0.57L
1갤런(gal, gallon) = 16컵 = ( 3.8 )L
1파운드(lb, pound) = 16온스 = 454g
5. 계량단위 변환
4. 단위 변환 - 온도
(1) 섭씨 온도(℃)와 화씨 온도(℉)
• 섭씨온도(Celsius, ℃) :
물의 끓는점(100℃)과 어는점(0℃) 사이를 균등하게 100으로 나누어 놓은 것
• 화씨온도(fahrenheit, ℉) : 32℉ ~212℉
물의 끓는점(212℉)과 어는점(32℉) 사이를 균등하게 100으로 나눈 것
• 2013년 8월 13일 현재 미국 각지의 온도를 화씨 온도로 나타낸 것이다. 섭씨온도는?
(2) 마일
(3) 길이
(4) 열전달 방법
§전도(conduction) : 접촉한 두 물체 사이에서 분자운동이 전달되어 열이 이동하는 현상
§대류(convection) : 가열되는 물질이 상하로 이동되면서 열이 전해지는 것
§복사(radiation) : 열원으로부터 중간매체 없이 가열될 물체로 열이 직접 전달되는 현상
§비열(Specific Heat) : 어떤 물질 1kg의 온도를 1℃ 올리는 데 필요한 열량(kcal/℃)
1) 열 전달_열원
① 가스
•점화가 간단하고 최고 온도가 높음
•온도의 상승이 빠르고 점화 즉시 원하는 화력을 얻을 수 있음
② 전기
•무해하고 자동조절이 가능
•가스만큼 최고 도달온도가 높지 않음
•온도 상승이 느리고 완만하며 에너지 단가가 비싼 편
2) 열 전달_방법
3) 열 전달_전도
•열전도율이 큰 물질 : 열을 빨리 전달하나 보온성이 낮다.
•열전도율이 작은 물질 : 온도상승이 늦으나 보온성이 높다
•조리기구의 재질 : 열전도율이 높은 재질(금속＞유리＞나무)
•금속의 종류 : 은＞구리＞알루미늄＞철
•조리기구의 모양 : 바닥이 넓고 편평한 것
•열원에서의 거리 : 열원에서 가까울수록
•식품의 조직상태 : 균일한 식품
4) 열 전달_대류
•열의 전달은 공기나 액체를 통해서 발생
•공기나 액체를 가열하면 팽창하여 밀도가 낮아지면서 가벼워지므로 위로 올라가고, 위의 찬 공기나 액체는 밀도가 높아 무거우므로 아래쪽으로 이동
•이렇게 열이 전달되는 것 → 대류
•점도가 낮은 액체 : 대류가 잘 일어나 빨리 데워지는 반면에 빨리 식는다.
•점도가 높은 액체 : 대류가 원활하게 이루어지지 못하여 열이 고루 전달되기 어렵다.
4) 열 전달_복사
•열원으로부터 중간매체 없이 직접 물체에 도달하여 열이 전달되는 것
•복사열을 이용하는 조리방법
•전기 또는 가스레인지나 숯불
•연탄불에 고기, 생선, 김 등을 직접 노출시켜 굽는 직화구이
•브로일
5)Microwave
•§전자레인지 : 초단파(주파수 2,450㎒/S)를 이용해서 식품을 가열하는 전자조리기
•§ 원리 : 초단파가 식품에 조사되면 식품 내의 쌍극성 물분자를 급속히 진동시켜서
마찰열을 이용하여 식품을 가열하는 방식 발생하도록
Group activity
*커피 자판기 일회용 종이컵의 규격은 6.5리 oz라고 한다. 몇mL인가?
1fl oz = 29.6mL ≒30mL
6.5fl oz = 6.5 × 30mL = 195mL
*요리할 때 시머링(simmering) 온도는 185℉라고 한다. 몇℃인가?
℃ = 5/9(F-32) = 5/9(185-32) = 85℃
*전자레인지 조리시 먼저 뜨거워지는 것은 식품의 내부일까 외부일까?
마그네트론에서 생성된 극초단파가 식품표면을 통과하여 물분자의 운동을 가속화시킴. 식품내부에서 물분자의 마찰열을 이용하여 식품을 가열하는 방식이므로 내부부터 먼저 가열됨. 따라서 식품 표면에서 열에 의한 갈변반응은 일어나지 않음
* 양은 냄비로 끓인 라면이 더 맛있는 이유?
열전도율이 높아 물이 빨리 끓어서 라면이 빨리 호화되고 또 빨리 식기 때문에 남은 잔열에 의해 라면이 풀어지는 것을 막을 수 있다.
정리
v순수한물은 물분자들이 자유롭게 뭉쳐서 얼지만, 설탕물은 물 분자가 뭉치는 것을 방해하여 0℃ 보다 낮은 온도에서 언다(어는점 내림)
v대기압이 낮아지면 끓는점은 낮아진다.
v 높은 산으로 올라갈 수록 대기압은 낮아진다 - 끓는점이 낮아짐
무게
1파운드(lb)
454g
1온스(oz)
28.35g
부피
1갤런(gal)
3.79L
1쿼트(qt)
946.4mL
1액체온스(fl oz)
29.6mL