饺子总在锅里“气炸”？也许得补补传热学啦( 二 ) 2022除夕NewYear'sEve今天是除

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对流依据产生流动的原因可以分为两种：自然对流和强制对流。
自然对流是由于各部分温度差异引起的密度差异驱动的流动。比如在煮饺子且水未沸腾时，接近锅底的水被加热后密度会降低，从而向水面流动，而上层的水温度和密度较低，倾向于向锅底运动，形成自然对流。
强制对流则是在有水泵或其他压力差存在的情况下产生的流动，比如用勺子搅动锅里的水，也会引起水的流动。
【饺子总在锅里“气炸”？也许得补补传热学啦】热辐射
热辐射是指由于热的原因，各种物体自发辐射电磁波从而放出能量的现象。当电磁波辐射到其他物体，又会被一定程度上吸收，辐射和吸收共同构成了辐射传热。当体系达到动态平衡时，每个物体吸收和辐射出的热量相同。
讨论辐射问题时一个理想研究对象是称为绝对黑体的物体，其特征是可以吸收所有照射到表面的电磁波。这种物体吸收的本领是最大的，显然在达到动态平衡时，其辐射能量的能力也是最大的。黑体单位时间辐射出的能量由斯忒藩——玻尔兹曼定律揭示：
其中A是辐射面积， T是黑体的温度。 σ为黑体辐射常数，数值为5.67×10W/(m·K) 。而实际物体与绝对黑体的辐射相差一个比例系数ε ，即
该比例系数称为物体的发射率（又称黑度）。值得注意的是，热辐射的能量显著地受到温度的影响，因此当没有高温物体存在时，一般忽略热辐射。
在煮饺子的过程中，火焰是具有较高温度的正在完全或部分燃烧的气体，以天然气灶为例，其温度一般可以达到1000-1500K左右，因此可以产生明显的热辐射现象。然而，火焰本身作为流体，也可以通过热对流的方式向锅底传热，一般情况下后者起主要的加热作用。

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看到这里，大家是否觉得盘中的饺子其实散发着物理学的光芒？毕竟煮一次饺子，是火焰的热量是经历了火焰与锅之间的对流传热与辐射传热、锅壁内部的热传导、锅壁与水的对流传热、水内部的热对流与热传导、水与饺子皮儿的对流传热、饺子皮儿与饺子馅儿的热传导才最终将我们盘中的饺子煮熟的。（觉得不物理可以不喘气念一下上面这句话。）但是，我们仍然忽略了重要的一环，那就是饺子里的空气。
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别把空气真当“空气”
读者问曰：“饺子里有空气很重要么？”
小编答曰：“答案就在下面。 ”
读者继续阅读推送，小编继续吃饺子。
——《中二所外传·传热篇》
先讲个题外话，饺子里面的空气就是饺子煮熟会上浮的重要原因之一。由于包饺子难免会将部分空气包在里面，当饺子被不断加热，内部的空气也会受热膨胀。这会导致原来待在锅底的饺子总体积变大，受到的浮力变大，直至浮力能克服自身重力便上浮到水面。

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其实空气的存在还关系到两件事：一是为什么为了将馅儿煮熟需要加凉水，二是为什么有时候饺子会煮炸（诶！？不是学不好传热气炸的么？）。
首先看第一件事，关键在于热量的传递总是先到达饺子皮儿，再向内部传到饺子馅儿，因此皮儿往往很快就熟了，馅儿却不一定。刚刚已经提到，随着加热，饺子会被内部较热的空气撑起来，这导致了原来直接接触的皮儿和馅儿被空气层隔开。