Елен Черскі - Буря в склянці води. Захоплива фізика повсякденного життя

– І хто б тепер ще чимось переймався? – Наш вчитель, Адам, одягнений у білий кітель, з-під якого радісно випинається чималий животик, бо саме цього й хоче кастингове агентство від виконавця ролі великого пекаря. Сильний лондонський акцент кокні тільки додає йому колориту. Тицяє пальцем у сумний балабух тіста на столі перед ним – і воно чіпляється до пальця, наче живе, яким воно, до речі, і є. – Для доброго хліба, – проголошує він, – нам потрібне повітря. – Це я стою в пекарській школі і вчуся пекти фокачу – традиційний італійський хліб. Добре пам’ятаю, що востаннє надягала фартух, коли мала, може, років десять. І хоча я вже спекла не одну хлібину, але жодного разу не бачила настільки пухкого тіста, а це означає, що я таки вчуся чогось дійсно нового.

Виконуючи всі настанови Адама, ми слухняно починаємо місити кожен своє тісто, як-то кажуть, з нуля. Змішуємо свіжі дріжджі з водою, а тоді з борошном і сіллю, працюємо енергійно, немов якісь масажисти, а все для того, щоб виробити клейковину – білок, який надає хлібу пружності. Цілий час, коли розтягуємо й розриваємо фізичну структуру тіста, наявні в ньому живі дріжджі зайняті ферментацією цукрів і продукуванням вуглекислого газу. Це тісто, як і всі ті види тіста, що я вимішувала дотепер, наразі не має в собі анітрохи повітря, а тільки бульбашки вуглекислого газу. Тягучий, липкий, золотавий біореактор, всередині якого перебувають продукти його життєдіяльності. Після купелі в оливковій олії, коли пройдено перший етап, тісто далі собі піднімається, а ми зчищаємо його з своїх рук, столу, а також з дивовижно широкої площі навколо нас. Під час кожної реакції бродіння утворюються дві молекули вуглекислого газу, що виштовхують дріжджі. Вуглекислий газ, або СО 2– два атоми кисню, причеплені до атома вуглецю, – це невелика молекула, що не вельми часто вступає в реакцію, але за кімнатної температури має досить енергії, щоб вивільнитися і поширюватися у вигляді газу. Коли вона потрапляє в бульбашку разом з іншими молекулами вуглекислого газу, то годинами може вдарятися об стінки тіста, як ота електрична машинка з атракціону вдаряється бампером об бампери інших машинок. Щоразу, коли вона б’ється об іншу молекулу, відбувається обмін енергією, немов у більярді одна кулька вдаряється об іншу. Буває, що кулька вдаряється об іншу кульку, тому перша майже зупиняється, а друга перебирає від неї ледь не всю її енергію і мчить із великою швидкістю. Іноді енергія розподіляється між ними. Щоразу, коли молекула вдаряється об стінку бульбашки з клейковини, вона, відбиваючись, штовхає її. На цьому етапі бульбашки збільшуються саме завдяки ось таким зіткненням – кожна з них утримує дедалі більше молекул всередині себе, тож натиск газу назовні стає щоразу більшим. Бульбашки розширяються, аж поки атмосферний тиск не врівноважує тиск молекул СО 2. Іноді молекули СО 2, ударяючись об стінки бульбашки, рухаються швидше, а іноді – повільніше. Пекарям, як і фізиками, все одно, які молекули, в які стінки і з якою швидкістю вдаряються, бо це справа статистики. За кімнатної температури та атмосферного тиску 29 % таких молекул рухаються зі швидкістю від 350 до 500 метрів за секунду, і не має значення, що це за молекули.

Адам плескає в долоні, щоб привернути нашу увагу, і плавним помахом руки, ніби якийсь чарівник, відслоняє тісто, що росте. А тоді робить щось для мене цілком нове. Він розтягає змащене оливковою олією тісто і складає його вдвоє – з кожного боку. І при цьому намагається спіймати якнайбільше повітря в складки. Спочатку мені хочеться сказати: «Та ж він нас дурить!», – бо я завжди знала, що все «повітря» в хлібі – СО 2з дріжджів. Колись я бачила майстра з оріґамі в Японії, який захоплено розповідав учням, як правильно застосовувати клейку стрічку до зробленого з паперу коня, тоді відчула обурення, дуже схоже на те, яке мене охопило тепер у пекарні. Але якщо нам потрібно повітря, то чому не використати його? Після випікання і так ніхто нічого не зауважить. Я послухалася досвідченого пекаря і покірно зігнула своє тісто. Кілька годин потому тісто знову підросло, і я його знову кілька разів зігнула, а відтак воно ввібрало в себе стільки олії, що мені аж не вірилося, що таке може бути, моя фокача, яка саме народжувалася, з усіма її бульбашками була готова, щоб її всадити в піч. Настав час для «повітря» обох видів.

У печі хліб потрапив під дію тепловій енергії. Тиск усередині залишався таким, як і зовні, але температура піднялася з 20 °C до 250 °C. В абсолютних одиницях з 293 К до 523 К (кельвінів), тобто температура майже подвоїлася [4] Про абсолютну температуру йдеться у розділі 6. ( Прим. авт. ) . Для газу це означає пришвидшення руху молекул. Для нас є нелогічним і незрозумілим, чому окремі молекули не мають своєї власної температури. Газ – скупчення молекул – може мати температуру, але окрема молекула в газі температури не має. Температура газу – лишень спосіб вираження того, скільки енергії руху в середньому мають молекули газу, але кожна окрема молекула постійно то прискорюється, то сповільнюється, обмінюючись енергією з іншими молекулами в зіткненнях. Кожна окрема молекула, немов та машинка в лунапарку: наштовхується на інші молекули-«машинки» з енергією, яку вона має в оцю мить. Що швидше вони рухаються, то сильніше вдаряються об стінки бульбашок, тим вищий генерують тиск. Коли хліб усаджений до печі, молекули газу раптом отримують набагато більше теплової енергії та прискорюються. Середня швидкість зростає з 480 метрів до 660 метрів за секунду. Тому напір на внутрішні стінки бульбашок істотно зростає, а ззовні залишається таким самим. Кожна бульбашка розширюється пропорційно до температури, тисне тісто назовні й змушує його рости. А тепер найцікавіше: повітряні бульбашки (переважно азоту і кисню) розширяються так само, як бульбашки вуглекислого газу. Це останній елемент головоломки. Виявляється, що не має значення вид молекули. Якщо вдвічі зростає температура, то вдвічі збільшується об’єм (за умови, що тиск не змінюється). Або якщо об’єм не змінюється, а температура підвищується вдвічі, то тиск подвоюється. І байдуже, чи наявні атоми – однакові, а чи різні, бо для будь-якої суміші атомів статистика не міняється. Ніхто, дивлячись на спечений хліб, не може визначити, які бульбашки були наповнені СО 2, а які – повітрям. Білкова та вуглеводнева в’язка речовина навколо бульбашок спеклася й застигла. Усталилися розміри бульбашок. Біла, пухка фокача – готова.