برای مشخص کردن این موضوع که آیا فوت کردن غذای داغ را سرد می کند به داده های دقیق نیاز داریم؛ اما ظاهرا مجلات علمی بزرگ به این موضوع علاقه مند نیستند. البته یوتیوبر هایی به نام نیت بونهام و کالی گید در سال ۲۰۲۱ چندین آزمایش برای سنجیدن این موضوع انجام دادند.
نتایج آزمایش ها این بود: پس از دو دقیقه دمای سطح یک بشقاب پوره سیب زمینی که روی آن فوت شده بود ۸٫۳۳ تا ۱۰ درجه سانتیگراد خنک تر از دمای همان پوره سیب زمینی بود که روی آن فوت نشده بود. وقتی مقداری از سیب زمینی ها به اندازه یک لقمه کوچک برداشته شد اختلاف دما بیشتر بود. در همین حال فوت کردن بشقاب سوپ گوجه فرنگی موجب کاهش دمای بیشتر هم شد. نتایج مشابهی درمورد غذا هایی مانند پیتزا هم مشاهده شد. بنابراین به نظر می رسد فوت کردن غذا واقعا به خنک کردن آن کمک می کند و حداقل دمای سطحی آن را کاهش می دهد. اما علت این امر چیست؟
درحالی که کسی زمان زیادی را صرف تایید تجربی این موضوع نکرده است که آیا فوت کردن موجب خنک شدن غذا ها می شود وقتی صحبت از ریاضی و فیزیک به میان می آید نسبت به اتفاقاتی که در این مورد در جریان است اطمینان زیادی داریم.
گرما به سه روش اساسی می تواند از یک مکان یا جسم به مکان یا جسمی دیگر منتقل شود: رسانش (هدایت) همرفت و تابش. وقتی روی غذای داغی فوت می کنید هر سه حالت رخ می دهد اما نقش تابش و رسانش خیلی کمتر است.
هریک از این اصطلاحات چه معنایی دارند؟ بیایید با تابش شروع کنیم که توضیح آن ساده تر است: تابش زمانی رخ می دهد که گرما به خاطر تابش از دست می رود.
در انتقال حرارت به واسطه ی تابش به محیط نیازی نداریم. برای مثال تابش فرایندی است که طی آن گرمای خورشید از صد ها میلیون کیلومتر خلاء عبور می کند و به زمین می رسد. تابش سریع ترین شکل انتقال حرارت است؛ اما در مبحث کنونی ما اهمیتی ندارد.
علت چیست؟ فوت کردن روی جسمی که داغ است میزان تابش انرژی حرارتی توسط آن را افزایش نمی دهد بلکه حتی برعکس آن رخ می دهد: نرخ انتقال حرارت ازطریق تابش از قانون اشتفان–بولتسمان پیروی می کند و به مساحت سطح قابلیت انتشار و تا حد زیادی به دمای جسم بستگی دارد. فوت کردن روی جسمی جامد مانند غذا فقط یکی از این عوامل یعنی دما را تغییر می دهد و درجهت کاهش دما عمل می کند. به عبارت دیگر هرچه بیشتر فوت کنید تابش حرارتی کمتر می شود.
پس تابش را کنار بگذاریم. انتقال حرارت به وسیله ی رسانش به چه شکل است؟ رسانش زمانی است که گرما بین دو جسم از طریق برخورد های تصادفی اتم های و مولکول های آن ها منتقل می شود.
انرژی حرارتی موجب جنبش مولکول ها می شود. این انرژی می تواند به مولکول های دیگر منتقل شود. بدین ترتیب حرکت مولکول اول کاهش و حرکت مولکول دوم افزایش پیدا می کند. این فرایند تا زمانی که انرژی کل مولکول ها برابر شود ادامه پیدا می کند. اما رسانش نیز در خنک شدن غذای داغ در هنگام فوت کردن غذا اهمیت زیادی ندارد و این امر دلیل ساده ای دارد: این فرایند به برخورد اتم ها وابسته است و در گازها اتم ها برخورد چندانی با هم ندارند.
بدین ترتیب همرفت باقی می ماند. همرفت همان فرایندی است که انرژی حرارتی را در همه چیز از کتری چای گرفته تا پدیده های جوی جهانی جابه جا می کند. این موضوع نسبتا ساده است: به طورکلی همرفت زمانی رخ می دهد که سیالی داغ (که شامل گاز ها می شود) توسط سیالی خنک تر کنار زده می شود.
همان طور که انتظار می رود هرچه سیالی که جایگزین سیال گرم می شود سردتر باشد فرایند همرفت سریع تر اتفاق می افتد زیرا طبق فرمول نرخ انتقال گرما ازطریق همرفت به سه عامل بستگی دارد: ضریب انتقال گرما (که نشان دهنده توانایی سیال در انتقال حرارت است) مساحت سطح در معرض و اختلاف دمای بین دو سیال. هرچه اختلاف دما بیشتر باشد و سطح گسترده تر انتقال گرما مؤثرتر خواهد بود. به عبارت دیگر وقتی روی غذایی فوت می کنید هوای نسبتا خنک تر نفس خود را با هوای گرم تر اطراف غذای داغ عوض می کنید و این کار اختلاف انرژی بین غذا و محیط اطراف آن را افزایش می دهد و سرعت خنک شدن غذا را افزایش می دهد.
اما چرا سوپ بهتر از غذا های جامد خنک می شود؟ بنا به گفته ی بونهام و گید علت آن بود که سوپ عمق کمی داشت و حتی کمی حرکت می کرد و این دو عامل موجب خنک شدن بیشتر آن می شد. حدس آن ها معقول به نظر می رسد. در بخش های گذشته توضیح دادیم مساحت سطح در انتقال حرارت نقش دارد. برخلاف مواد جامد فوت کردن روی مایعات مساحت سطح را افزایش می دهد؛ زیرا به تشکیل موج منجر می شود. اما آیا این کل داستان است؟
این طور نیست. وقتی روی غذا یا نوشیدنی داغ که حاوی رطوبت زیادی است فوت می کنید بیشتر اثر خنک کنندگی ناشی از سرمایش تبخیری است که چنان قدرتمند است که می تواند دمای سطح را به دمایی کمتر از دمای محیط هم برساند.
ازنظر فنی این مثال نمونه ای از رسانش همرفت یا تابش نیست بلکه انتقال انرژی به دلیل تغییر فاز است. مولکول های آب در غذا ها و نوشیدنی های داغ انرژی کافی دارند که به هوا فرار کنند و از آب مایع به حالت بخار درآیند. تغییر فاز انرژی را جذب می کند بنابراین وقتی این فرایند رخ می دهد انرژی غذای باقیمانده را کاهش می دهد و آن را خنک می کند.
بنابراین فوت کردن روی سوپ چای یا هر غذای دیگری در درجه اول راهی برای خنک کردن هوای اطراف غذا نیست بلکه راهی برای حذف بخار آبی است که بالای آن قرار دارد. این کار فشار بخار را کاهش می دهد و کمک می کند آب بیشتری از غذا تبخیر شود.
بحث فوق به این نتیجه گیری ساده ختم می شود که فوت کردن غذای داغ خصوصا اگر مایع باشد آن را خنک تر می کند. البته کارشناسان می گویند فوت کردن غذا برای خنک کردن آن می تواند به کاهش حرارت کمک کند اما روشی بهداشتی نیست. هنگام فوت کردن ذرات ریز بزاق که ممکن است حاوی باکتری یا ویروس باشند روی غذا می نشینند و احتمال انتقال میکروب ها را افزایش می دهند.