Pongo una olla de agua en el horno en $ \ mathrm {500 ^ \ circ F} $ ( $\ mathrm {260 ^ \ circ C} $ , $ \ mathrm {533 K} $ ).Con el tiempo, la mayor parte del agua se evaporó pero nunca llegó a hervir.¿Por qué no hierve?
Pongo una olla de agua en el horno en $ \ mathrm {500 ^ \ circ F} $ ( $\ mathrm {260 ^ \ circ C} $ , $ \ mathrm {533 K} $ ).Con el tiempo, la mayor parte del agua se evaporó pero nunca llegó a hervir.¿Por qué no hierve?
La "ebullición" es un mecanismo para mover el calor del fondo de la olla a la parte superior. Lo ve en la estufa porque la mayor parte del calor generalmente ingresa al líquido desde una superficie sobrecalentada debajo de la olla. Pero en un horno de convección, si el calor entra desde arriba, desde abajo o desde ambos depende igualmente de la cantidad de material que esté cocinando y de la conductividad térmica de su recipiente.
Tuve una discusión sobre esto hace quince años que resolví con un gran experimento de cocina. Pongo cantidades iguales de agua en una sartén negra de hierro fundido y una fuente de vidrio para hornear con áreas horizontales similares, y las pongo en el mismo horno. (El vidrio es un aislante térmico bastante bueno; las conductividades térmicas relativas y las capacidades de calor del aluminio, el acero inoxidable y el hierro fundido me sorprenden cada vez que los busco.) Después de un tiempo, el agua en la sartén de hierro estaba hirviendo como un gran éxito, pero el agua del vaso estaba totalmente quieta. Una ligera inclinación del plato de vidrio, de modo que el agua tocó una superficie seca, se encontró con un chisporroteo vigoroso: el agua mantenía la temperatura del vidrio por debajo del punto de ebullición donde había contacto, pero no podía hacer lo mismo con la plancha. .
Cuando saqué las dos cacerolas del horno, a la cacerola de vidrio le faltaba aproximadamente la mitad de agua que a la sartén de hierro. Interpreté que esto significaba que la ebullición se había producido solo desde la superficie superior de la olla de vidrio, pero desde las superficies superior e inferior de la sartén de hierro.
Tenga en cuenta que es totalmente posible obtener un hervor burbujeante de un plato de vidrio aislante en un horno caliente; las burbujas son la forma de saber cuándo está lista la lasaña.
(Un comentarista me recuerda que utilicé el elemento "asador" en la parte superior del horno en lugar del elemento "horneado" en la parte inferior del horno, para aumentar el grado en que el calor venía "de arriba". Probablemente por eso elegí el hierro fundido negro, fue para capturar más calor radiante).
El agua no se evaporó.Hirvió.Si pudieras mirar de cerca el agua en la olla en el horno, verías pequeñas burbujas subiendo dentro del líquido, lo que indicaría que está hirviendo.Pero no necesariamente observará lo que a veces se denomina "ebullición constante, es decir, grandes burbujas que se elevan en el agua, lo que indica una alta tasa de ebullición".
Obtienes una velocidad de ebullición más rápida cuando la velocidad de transferencia de calor al agua es más alta, como cuando hierves agua en una estufa a fuego alto.La tasa de transferencia de calor en el horno cuando se hornea es mucho más lenta porque es transferencia de calor principalmente por convección (contacto con aire en movimiento natural) en oposición a conducción (contacto con una superficie sólida de alta temperatura), que es generalmente una tasa más alta.
La evaporación es un fenómeno diferente que ocurre a temperaturas menores que el punto de ebullición y ocurre solo en la superficie del líquido.
El agua hierve tanto en el horno como en la estufa.Pero uno se llama hervir a fuego lento y el otro se llama hervir.Lo que está preguntando es sobre el efecto visual que se llama hervir, y su pregunta es básicamente por qué ocurre en la estufa y no en el horno.
La respuesta es que el horno calienta la olla de metal a un nivel más bajo, ni siquiera cerca del $ \ mathrm {500 ^ \ circ F} $ del aire.en su caso, a través del contacto directo con el aire, mientras que la estufa puede (a través del contacto directo con el fuego) calentar la olla de metal a aproximadamente $ \ mathrm {900 ^ \ circ F}$ , que conduce a una ebullición más rápida y al efecto del hervor visible.
La respuesta corta es que hierve, pero hierve de manera diferente porque es evaporación de una superficie líquida a baja temperatura o " evaporación masiva " también conocida como.ebullición, debido al gradiente de temperatura.Ahora, debido a que el horno calienta de manera más o menos uniforme, todos los lados de la olla se calientan de la misma manera, eliminando así un claro gradiente de temperatura.Sin gradiente de temperatura, la evaporación masiva "visual fuerte" es imposible.Además, en el horno, el aire se calienta a un alto grado, lo que produce una mayor presión para las moléculas de vapor de agua que escapan, por lo que el agua se sobrecalienta un poco, lo que puede elevar un poco el punto de ebullición del agua.Esta es la segunda razón por la que no ve los efectos de ebullición estándar como con el hervidor de agua.
También sería prudente tener en cuenta el entorno del propio horno.La "atmósfera" en el horno ya está a una temperatura de > 100 ° C y esto significa que el agua en el "aire" está en estado gaseoso.Como el agua se evapora en la superficie a temperaturas nominalmente > 40 ° C, esto significaría que el vapor de agua se absorbe "inmediatamente" en el estado gaseoso (inmediatamente en el sentido de que la transferencia de energía ocurre muy rápido debido a la energía molecular) y el restoel agua está enfriando nominalmente la superficie del recipiente mediante convección térmica.Creo que esto es termodinámica en acción :)
Si incluye 'microondas' en los hornos del OP, el agua de los recipientes de vidrio hierve en todo su volumen, no solo en la superficie, lo que indica barreras de transferencia de calor en los hornos convencionales.