Андрей Варламов - Физика повседневности. От мыльных пузырей до квантовых технологий

Турецкий способ приготовления кофе (распространенный также в Армении, Грузии, Греции, Сербии и других странах) выглядит так: кофе мелкого помола смешивают с сахаром, а затем высыпают в коническую емкость из металла, обычно меди или латуни, которая называется ibrik (джезва, турка) (илл. 2). Затем в джезву наливают холодную воду и нагревают – ставят в раскаленный песок, на газовую или электрическую плиту. Другой способ – засыпать кофе в джезву, уже заполненную кипятком.

2. Джезва – специальный сосуд для приготовления кофе по-турецки

При нагревании воды в джезве возникают конвективные токи (см. главу 7, «Конвекционный нагрев атмосферы Земли»), которые выносят мельчайшие частички молотого кофе на поверхность, где они образуют плотный слой. Когда температура воды приближается к температуре кипения, перемешивающие жидкость пузырьки начинают превращать этот слой кофе в пенку. На этой стадии джезву следует снять с плиты (или песка), потому что кофе кипеть не должен! Процесс повторяют дважды, чтобы получить толстый слой пены. Затем кофе разливают по небольшим чашечкам. Прежде чем попробовать напиток, нужно подождать несколько минут, чтобы он немного остыл и большая часть крупинок кофейных зерен осела на дно чашки. Кофе по-турецки обладает характерным вкусом, за что его очень ценят те, кто не боится проглотить немного кофейного осадка.

Кофеварка, о которой пойдет речь, есть на кухне у каждой итальянской семьи. Она состоит из трех частей: основания, куда заливают воду, металлической воронки, снабженной фильтром, куда засыпают молотый кофе, и верхней части, в которой накапливается готовый напиток (илл. 3). Любитель кофе едва ли сможет творчески подойти к его приготовлению в такой кофеварке: в отличие от других методов, здесь обязательно нужно точно соблюдать правила, продиктованные конструкцией устройства.

3. Гейзерная кофеварка. Эта традиционная модель была запатентована Альфонсо Биалетти в 1933 году. Кофеварка оснащена предохранительным клапаном, который предотвращает взрыв при избыточном давлении (например, если помол кофе слишком тонкий или кофейный порошок был слишком плотно упакован в фильтре)

Это достаточно сложное изобретение. Фильтр, очевидно, находится в самом центре аппарата. Холодную воду заливают в нижний отсек вплоть до предохранительного клапана, оставив небольшой заполненный воздухом объем. В фильтр, практически не утрамбовывая, насыпают молотый кофе. Затем кофеварку закрывают, накручивая верхнюю часть на основание, и фильтр оказывается расположенным посередине. Теперь нижняя часть воронки, выполненная в форме трубки, погружена в воду и почти касается дна емкости. Снаряженную таким образом кофеварку начинают нагревать на медленном огне. Через несколько минут дошедшая до точки кипения вода через воронку поступает в фильтр. Нужно отметить, что в этой конструкции воронка работает в режиме, противоположном обычному, используемому для перелива жидкостей: вода поступает в нее через узкую часть, а выходит через широкую. Проходя через наполненный молотым кофе фильтр, вода насыщается его ароматами и превращается в кофе. Полученный напиток, поднимающийся под давлением снизу, проходит через еще одну узкую трубку и, наконец, оказывается в верхней части – остается только налить его в чашку!

Что же происходит в моке с точки зрения физики? Нижняя часть устройства плотно соединена с верхней и герметизирована резиновым уплотнителем (илл. 4). При нагреве воды давление насыщенного водяного пара повышается (см. главу 15, «Формирование пузырьков») и жидкость испаряется в пространство, не заполненное водой. Температура воды довольно быстро достигает 100 °C: давление насыщенного водяного пара при этом становится равно атмосферному. Таким образом, пар, подобно пружине, начинает выталкивать воду через воронку, вынуждая ее пройти через молотый кофе. По мере продолжения нагрева температура и давление продолжают расти. Вытесняемая паром и уже превратившаяся в кофе вода в конечном итоге оказывается в верхней части устройства. Чтобы время фильтрации не оказалось слишком коротким, можно вмешаться в процесс, когда шум свидетельствует о том, что готовый напиток начинает проходить через верхнюю часть: следует остановить нагрев, и это замедлит прохождение воды через кофе.