Испаряется ли масло?

Да, у каждого вещества теоретически есть температура кипения, которая также зависит от давления (водород при 0 К и атмосферном давлении всё ещё является газом).

Тем не менее довольно много веществ легко воспламеняются — их температура вспышки намного ниже температуры кипения. Например, масло сначала начинает дымиться, а затем загорается задолго до того, как достигает температуры кипения в нашей атмосфере с содержанием кислорода ~20 %.

Кроме того, некоторые вещества вступают в значительные химические реакции при определённых температурах, а это значит, что то, что в конечном счёте достигнет точки кипения, уже не будет исходным веществом (таким образом, теоретическая точка кипения — это точка, которой вещество не может достичь, потому что оно перестанет существовать и превратится во что-то совершенно другое ещё до того, как достигнет этой точки.) Я не совсем уверен, но почти уверен, что температура термического крекинга нефти всё ещё ниже её точки кипения, а это значит, что даже если удалить кислород, нефть сначала распадётся на простые углеводороды, прежде чем они начнут кипеть.

С другой стороны, растительное масло высыхает — становится густым и липким (хотя и очень медленно), а значит, его не следует использовать для смазки подшипников, шарниров и тому подобного. Но это не совсем по теме.

У всего есть температура плавления и кипения, но для того, чтобы довести масло до температуры кипения, нужно дополнительно нагреть его.

Дым, который вы видите, — это результат распада масла и превращения его в пар. Однако, когда в вытяжке скапливается масло, обычно происходит следующее: испаряющееся масло смешивается с обычными каплями масла, которые поднимаются вверх с помощью пара.

Хотя у смесей есть определённая температура кипения, количество каждого компонента, которое испаряется при кипении, неодинаково. Если у одного из компонентов низкая температура кипения по сравнению с другими, то говорят, что он более летучий, и при достижении температуры кипения испарится больше этого компонента, чем других. Кроме того, когда температура поднимается выше точки кипения этого летучего компонента, он испаряется в значительном количестве, даже если вся смесь не кипит.

Однако в случае со смесью, которая активно взаимодействует на молекулярном уровне, ситуация иная. Вода и спирт очень полярны и относительно прочно связаны друг с другом. В этом случае, если выпарить определённое количество спирта, концентрация не уменьшится, потому что оставшееся небольшое количество связано так же прочно, как и вода.

Однако в случае с нефтью из-за присутствия воздуха высокая температура приводит к тому, что нефть распадается на те же компоненты, которые вы получили бы при её сжигании, хотя технически она не горит (то есть не выделяет пламя). При сгорании в идеале образуются углекислый газ и вода. Однако, поскольку температура не такая высокая, как, например, в печи, остаётся много остаточного углерода. Поток воздуха от горячей поверхности сковороды и т. д. выталкивает углерод (дым), который всё ещё очень горячий, на сталь или кирпич, где он оседает в неровностях на поверхности стали. Точно так же масла с низкой температурой кипения могут попадать на поверхности, расположенные выше, а очень мелкие капли масел с более высокой температурой кипения могут подниматься вверх вместе с потоком горячего воздуха, поднимающегося от сковороды.

Всё это с точки зрения химической инженерии, но я надеюсь, что вы сможете прочитать между строк.

Многие идеи, которые мы изучаем в старших классах, в принципе верны, но применимы лишь к крошечной, упорядоченной части мира, которая не отражает того, с чем мы сталкиваемся каждый день. Одна из таких идей заключается в том, что у веществ есть температура плавления и кипения. На самом деле у одних веществ они есть, а у других — нет.

Нефть состоит из крупных органических молекул, содержащих длинные углеродные цепочки*. В отличие от неорганических веществ с мелкими молекулами (например, воды), при нагревании нефти молекулы не перестают притягиваться друг к другу (это было бы точкой кипения). Вместо этого крупные хрупкие молекулы просто распадаются. Это означает, что у нефти вообще нет точки кипения и невозможно перевести нефть в газовую фазу. (Вы можете создать нечто похожее на «масляный пар» с помощью пульверизатора, но это будут крошечные капли жидкого масла, а не настоящий газ).

Поскольку масло распадается до того, как закипает, оно не испаряется. Масло можно разрушить, нагрев его, потому что оно превратится в нечто иное, чем просто масло. Его также можно сжечь, нагрев в присутствии кислорода, и именно это происходит, когда вы видите дым, поднимающийся над сковородой. (С химической точки зрения это отличается от простого распада молекул). Но нет, оно не испаряется.

Стенки дымохода покрываются жирной плёнкой по следующим причинам: 1) частицы дыма от копчения на масле могут быть жирными на ощупь (чистая сажа тоже жирная на ощупь); 2) когда масло распадается под воздействием тепла, некоторые новые молекулы (частицы молекул масла) могут быть достаточно лёгкими, чтобы подниматься в воздух и образовывать плёнку. Хотя технически это уже не пищевое масло, оно может быть жирным на ощупь. 3) Когда вы жарите, капли масла разлетаются в разные стороны. Вы замечаете его на плите вокруг сковороды, но я уверен, что некоторые капли достаточно малы, чтобы подняться вместе с горячим воздухом в дымоход.

*Я немного упростил объяснение, потому что масла, на которых мы готовим, состоят не из одного химического соединения, а из смеси разных соединений. Но объяснение применимо и к смеси, потому что это всегда соединения одного типа.