火鍋是一種熱氣騰騰的傳統(tǒng)美食，很多人熟諳它的吃法，先選好鍋底，再投入食材，盡情燙煮，步驟似乎再簡單不過。然而，在科學(xué)家眼里，火鍋是一個基礎(chǔ)的熱力學(xué)系統(tǒng)，從肉類涮煮的時間到飲品的搭配，吃火鍋其實是一種蘊含嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)知識的行為。

用數(shù)學(xué)知識選擇鍋的形狀

用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)知識來吃一頓火鍋，我們先要選擇合適形狀的鍋。目前，人們使用最多的是鴛鴦鍋，它的中間隔板通常是S形的。這樣的設(shè)計，除了美觀和盛放更多食材的需要，更多的是為了受熱均勻。在溫度過高的情況下，S形隔板受熱更加均勻。

火鍋還有另一種鍋形——子母鍋。子母鍋的設(shè)計靈感來源于數(shù)學(xué)中的幾何圖形——圓，一個大圓套著一個小圓，就構(gòu)成了最簡單的子母鍋。通常大鍋中盛放紅湯，小鍋中盛放清湯。這樣一來，從小鍋中夾菜，即使湯汁滴入大鍋，也不易影響紅湯的味道，解決了吃火鍋時鍋底串味兒的問題。

子母鍋還充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)中圓的中心對稱性，圍坐圓桌的每位食客與兩種味道鍋底的距離是相同的，可以按照自己的口味夾取菜品。而如果考慮吃辣和不吃辣的人數(shù)，完全可以通過改變兩個同心圓的面積比來設(shè)計鍋。

用物理學(xué)知識涮肉片和肉丸

選好了鍋形，接下來就到了涮煮時刻。吃火鍋時，我們通常會通過是否變色或是否軟爛來判斷肉類的生熟。但事實上，這只是我們對口感、風(fēng)味的主觀感受，不一定符合食品安全要求。為解決這個問題，科學(xué)家把涮火鍋的肉類進行分類，根據(jù)形狀和薄厚程度，設(shè)計出片狀食物傳熱和球狀食物傳熱的簡化數(shù)學(xué)模型。

想象一下，我們用筷子把切得薄薄的肉片投入沸騰的鍋，等待美味變熟的饑餓過程變成一個片狀食物的傳熱實驗，一切將變得很有趣。在實驗中，物理學(xué)家將肉片看作一塊薄板，將計算它加熱所需時間的問題轉(zhuǎn)化為沿著厚度方向，從肉片表面向中心傳熱的問題。

同樣，物理學(xué)家將我們平時喜歡吃的球狀肉類也作為實驗對象，通過建立熱傳導(dǎo)方程等辦法，最終得出一個結(jié)論：通過肉丸是否浮起來判斷生熟并不準(zhǔn)確。為達到滅菌效果，保證食用安全，肉丸的中心溫度應(yīng)接近100攝氏度，這意味著：直徑2.6厘米的肉丸，煮大約2分鐘即可上浮，而加熱8分鐘以上，才能保證食用安全；1.8毫米厚的肉片大約加熱15秒，才能煮熟。

知道了這些，當(dāng)一個個圓滾滾的肉丸和一片片肉片跳入鍋中后，你不用再反復(fù)糾結(jié)它們是不是熟透了。運用物理學(xué)知識吃火鍋，你就能獲得一個既安全又準(zhǔn)確的答案，從而更加優(yōu)雅、從容地享受火鍋。

用化學(xué)知識來決定喝什么飲品

在吃火鍋的過程中，你的舌尖感受著熱和辣，迫不及待地想喝點什么。這時，化學(xué)家會悄悄遞來一杯冰鎮(zhèn)汽水，并告訴你，酸辣味的調(diào)料搭配5攝氏度左右的冰鎮(zhèn)汽水，可以帶給你極致的享受。

為什么冰鎮(zhèn)汽水是最佳的火鍋伴侶呢？其中蘊含著一系列的化學(xué)知識。

當(dāng)我們喝下第一口冰鎮(zhèn)汽水，原本溶解在冰鎮(zhèn)汽水中的二氧化碳就會以氣泡的形式溢出，由于吃火鍋時舌頭的溫度比較高，溫度較低的氣泡在接觸到舌頭表面后會接連爆開。這個過程會刺激舌頭表面的痛覺感受器，產(chǎn)生類似于“辣”的感覺，我們自然會有和吃火鍋一樣的爽快感覺。

此外，科學(xué)家經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，冰鎮(zhèn)汽水比常溫汽水更加解渴。大部分飲料中的主要糖類成分為果葡糖漿，即果糖。果糖與蔗糖有一個重要區(qū)別，就是蔗糖在溫度較低時，甜度會降低，但果糖由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的原因，具有奇怪的“冷甜屬性”，即溫度變低時，甜度反而會上升。這樣一來，冰鎮(zhèn)汽水就更適合搭配重口味的火鍋了。

數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)的基礎(chǔ)知識不僅能幫你挑選到合適的鍋形，教會你優(yōu)雅又從容地涮煮肉片和肉丸，還能貼心地幫你搭配好飲品。這樣一來，你就可以愉快地吃一頓科技感滿滿、學(xué)術(shù)味濃濃的美味火鍋啦！

（聶勇摘自《知識窗》2023年第5期，Raven圖）