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2012年7月12日 (木)

鍋を重ねて調理するのは節約になるのか? あるTV番組を見て。

 

あるテレビ番組で、節電、節約術の特集をやっていた。

 

ガスコンロを使った調理での節約術で、コンロ一つで二つの料理を調理することで、ガス代を節約するということだった。

 

本当に節約できるのかなと疑問に思ったので、簡単な実験をしてみました。

 

用意したのは、小型のアルミ鍋とアルミのフライパン。

フライパンで丁度アルミ鍋を蓋出来る大きさにしました。

 

Photo

図のように、アルミの鍋には温度26℃、200 mlの水を入れて下から加熱。

26℃から56℃まで上昇する時間を測りました。加熱時間は136秒(96秒)。

その後、図のようにアルミのフライパンで蓋をして、下の水が沸騰するまで加熱します。

26℃から沸騰するまでの時間は40秒(240秒)。

下の水が沸騰してから、アルミのフライパンに26℃の水100 mlを注いで、66℃まで上昇する時間を計ったところ、121秒(81秒)かかりました。

このときの温度上昇は、フライパンがある程度熱されていた(ほぼ100℃)ので、注いだ最初は上昇が速く、40℃から50℃の間で少し遅くなり、56℃以降再び上昇速度が上がりました。

 

アルミ鍋の水が得たエネルギーは、26℃から56℃で200×(56-26)6000 cal すなわち200 mlの水が30 K上昇するのに必要なエネルギーになります。

このエネルギーを136秒で受け取るので、水がガスコンロから得るエネルギーは毎秒62.5 calとなります。

この数値は26℃から沸騰するまでに時間、4分を使うと毎秒61.7 calなので、水の受け取るエネルギーはほとんど誤差範囲で一致しています。

 

さて、フライパン上の水が受け取るエネルギーは毎秒どれくらいになるだろうか?

26℃から66℃まで上昇させるのにかかった時間は81秒。

水の量は100 mlなので、この時間に得たエネルギーは4000 cal

これを81秒で割ると毎秒49.4 calを得ていることになります。

 

これは意外に効率がいいのでビックリしました。

 

ただ、フライパンの水の温度は100℃まではなかなか行かず、81℃で止まってしまいました。

これは、フライパンの上が蓋をされてなく、空いていたために、気化熱で奪われる熱と供給される熱がほぼ等しくなってしまったためと思われます。

 

またこの実験では、下の水が沸騰するまで上のフライパンに注水するのを待っているので、フライパンはある程度熱せられています。

したがって、この結果は正しいとはいえません。

 

上の実験は、かなりアバウトで、物理実験としてはかなりお粗末なので、すこし改良してみました。それでもまだ、熱学の実験としては不十分ですが、少しは状況が分かりそうです。

 

新しい実験では下の鍋に25℃、400 mlの水、上のフライパンに25℃、200 mlの水を入れてコンロに火をつけてから時間ごとの温度変化を調べました。

2

上の図がその結果です。下の鍋の水の温度はほぼ一定に上昇していることが分かります。

それに対して、上のフライパンの水の温度は、下の水の温度が約90℃あたりから上昇し始めています。

これは下の水から水蒸気がかなり出始めた温度に対応します。

すなわち、上のフライパンへの熱の伝達は主に水蒸気によっていることがこれで分かります。

 

ところで、フライパンの中の水の温度の上昇速度と下の鍋の水の温度の上昇速度は最大値がほぼ等しいことが上の図からわかります。

下の鍋の水の量は400 mlでフライパンの中の水の量はその半分の200 mlであることを考えると、フライパンの中の水の得るエネルギーは下の鍋の水の約半分ということになります。

すなわち、上のフライパンのエネルギー効率は下の鍋の半分ということになります。

これは最初の実験結果とはかなり違った値になりました。

 

この結果から、下の鍋で沸騰させてから十分時間をかける料理をしている場合には、この方法は節約になると思われます。

しかし、フライパンの料理と下の鍋の料理時間がほぼ等しい場合には、あまり効率的とは言えないようです。

 

フライパンを他のコンロで熱すれば料理時間はかなり短縮されるので、そのほうがむしろ経済的かもしれません。

 

今回の実験では、炎は鍋の外に極力出さずに行ったが、TVでやっていた、下の鍋が小さく、上のフライパンが大きい場合で、炎が下の鍋から出ているような場合は、むしろ無駄なエネルギーが出て、節約にはならないと思われます。あまり効率的ではないでしょう。

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