Khoa học của việc luộc trứng gà - Phần 1

Giới thiệu khoa học luộc trứng

Vâng bạn không đọc nhầm đâu. Đây là tài liệu giới thiệu về nghiên cứu khoa học liên quan đến việc luộc các quả trứng. Nó đã được phát triển từ một lá thư được đăng trên chuyên mục "Những lời nói cuối cùng" của tạp chí "Những nhà khoa học mới" - New Scientist Magazine" (04/04/1998) để trả lời cho câu hỏi của Chris Finn. Câu hỏi như sau: "Có ai biết một công thức để tính toán thời gian luộc cho một quả trứng, cho biết trước nhiệt độ ban đầu và khối lượng của nó?"

Công thức luộc trứng gà.

Phép lấy đạo hàm

Để đạt được một công thức đơn giản, vấn đề phải được lý tưởng hoá theo một cách nào đó, do đó trứng được xem như vật thể đồng nhất hình cầu với khối lượng M và nhiệt độ ban đầu T__egg. Nếu quả trứng được bỏ trực tiếp vào trong nồi với nhiệt độ sôi của nước T__water, nó sẽ chín khi nhiệt độ biên của lòng đỏ (york) tăng lên T__york~63 độ C. Với những giả thuyết này, thời gian luộc trứng t được tính bằng cách giải phương trình tán xạ nhiệt.

Công thức tính thời gian luộc trứng gà

Trong đó 𝜌 là mật độ, c là nhiệt dung riêng, và K là độ dẫn nhiệt của quả trứng. Theo như công thức này thì một quả trứng trung bình (M=57 g) được lấy ra từ tủ lạnh (T__egg=4৹C ) sẽ mất khoảng 4,5 phút để luộc. Nhưng nếu cùng quả trứng này mà được để ở nhiệt độ phòng (T__egg=21৹C) sẽ chỉ mất 3,5 phút để luộc.
Đồ thị minh hoạ
Đồ thị dưới đây minh hoạ thời gian luộc trứng tính bởi công thức trên cho các trường hợp trứng lấy ra ban đầu có nhiệt độ ở trong tủ lạnh hoặc nhiệt độ phòng.

Thời gian luộc trứng là hàm của khối lượng trứng.

Đồ thị trên được vẽ giả định nhiệt độ chín của trứng với nhiệt độ lòng đỏ là T__york~63৹C mà nó đỡ nóng hơn nhiệt độ lòng trắng một chút. Trong đó các giá trị khác là: ρ = 1.038 g cm−3, K = 5.4×10−3 W cm−1 K−1, và c = 3.7 J g−1 K−1