鶏肉を調理するには何回叩かなければなりませんか?

鶏肉を叩けば調理できる？この最近のミームは、一見すると物理学の面白い質問には聞こえないかもしれませんが、実は素晴らしい質問です。実は、私はすでに答えを知っていると思っていました。2010年に、七面鳥を落として調理できる可能性について調べたことがあります。

しかし、この鶏の平手打ちの問題は依然として大きな物理学の問題なので、それに取り組みましょう。

調理は加熱

鶏肉を調理したいとしましょう。グリル、フライ、炙り焼き、あるいは電子レンジ調理も可能です。ポイントは、鶏肉の温度を例えば室温から華氏165度（摂氏74度）まで上げる必要があるということです。鶏肉を調理することには2つの利点があります。1つ目は、調理した肉は人間にとって消化しやすいということです（そして、生の肉よりも調理した肉の方がカロリーを多く摂取できます）。2つ目は、華氏165度では鶏肉内の悪玉菌はほぼすべて死滅しているということです。ですから、生の鶏肉は食べないでください。

調理済みの鶏肉はただの熱い生の肉ではありませんが、ここではそう仮定します。調理は鶏肉に温度変化以上の影響を与えますが、ここではその点はさておき、本当の問題は、鶏肉の温度変化にどれだけのエネルギーが必要かということです。この点については、熱エネルギーの変化に注目してみましょう。このエネルギーは温度変化だけでなく、物体の質量や種類にも依存します。方程式で表すと、次のようになります。

この画像にはテキスト、ロゴ、シンボル、商標、単語、ラベルが含まれている場合があります

この式では、ΔT は温度変化、C は比熱容量です。では、比熱容量とは一体何なのでしょうか？例を挙げて説明しましょう。同じ質量の鋼鉄と発泡プラスチックを加熱するとします。鋼鉄と発泡プラスチックは同じ温度になりますが、鋼鉄の比熱容量は1グラムあたり摂氏1度あたり0.49ジュールであるのに対し、発泡プラスチックは0.3ジュールしかないため、鋼鉄を加熱するにははるかに多くのエネルギーが必要になります。

鶏肉はどうでしょうか？鶏肉の比熱容量はどれくらいでしょうか？この値は分かりません。推測するなら、水の4.186 J/gCという値を使います（水は比熱容量が非常に高いです）。あるいは、鶏肉に似たものを使うこともできます。七面鳥はどうでしょうか？七面鳥は鶏肉に似ていますよね？たまたま七面鳥の比熱容量は既に測定済みです。

比熱容量の測定方法をご紹介します。まず七面鳥を用意します（質量と開始温度を必ず確認してください）。断熱箱に入れたお湯に七面鳥を入れます。しばらく経ってから、水と七面鳥の温度を測定します。水の比熱容量が分かっているので、水温の低下から七面鳥の熱エネルギーの増加を計算できます。これが温度のグラフです（実際の値であることを示すためです）。

ここから、比熱容量は6.018 J/g/Cと算出されます。驚くべきことに、これは水よりも高い値です。

エネルギー保存則

鶏肉が七面鳥に似ていると仮定すれば、調理時の熱エネルギーの変化を計算できます。しかし、このエネルギーはどこから来るのでしょうか？そうです、手を叩くことで得られます。では、手を叩くことでどれだけのエネルギーが得られるのでしょうか？質量m _hの手を速度vで動かすとします。その場合、手には以下の量の運動エネルギーが蓄えられます。

手が鶏肉に当たると、手は止まります。運動エネルギーがゼロになったので、そのエネルギーはどこかへ行かなければなりません。おそらく、そのエネルギーは主に鶏肉の熱エネルギーの増加に使われたのでしょうが、手の熱エネルギーの増加にも使われたのでしょう！つまり、七面鳥を調理するには、手も調理する必要があるということです。しかし、今は手のことは気にせず、このエネルギーの半分が鶏肉に、残りの半分が手に使われていると仮定しましょう。

何回平手打ち？

主要なアイデアはすべて揃いました。あとは計算に移るだけです。まずはいくつかの仮定を立ててみましょう。

鶏肉の重量 = 2キログラム。この推定値が気に入らない場合は、下の数値を変更できますのでご安心ください。ちなみに、これはお店で買う丸鶏の場合です。
開始温度 = 23 ℃、最終温度 = 74 ℃。
手の質量 = 200 グラム (ここでは推測値)。
叩く手の速度は毎秒3メートル。実際には、毎秒5メートルと大きくしましょう。
エネルギー係数 = 0.5。これは鶏に与えられるスラップエネルギーの割合です。ここでは「f」という記号を使います。

これで、1回の叩きあたりの鶏肉の温度変化を計算できるようになりました。

わかりました。私の仮定に同意しないのは承知しています。Pythonの計算式を以下に示しますので、値を変更して再実行してください。はい、実際に値を変更しても何も変わりません。

鶏肉を調理するには49万1000回の叩きが必要だという計算になります。これは非常に速い叩き速度を想定した場合です。さあ、宿題です。

宿題

1秒ごとに鶏を叩くとします。午後6時に鶏肉を食べたい場合、何時に叩き始めるべきでしょうか？
熱放射を考慮するとどうなるでしょうか？ステファン・ボルツマン方程式を使って、叩く際のエネルギー損失を考慮しましょう。物理学は簡単だと言った人はいません（でも楽しいですよ）。
叩く速度の見積もりが高すぎました。ビデオ分析か何かを使って、より正確な叩く速度を測ってください。人を叩かないでください。それは良くありません。
手を焼かないようにするにはどうすればいいでしょうか？工夫してみましょう。
七面鳥の実験を繰り返し、鶏肉の比熱容量を測定します。
悪いことが起こらずに人間の手の質量を求めます。

最後に一言。奇妙な料理ミームは基本的に物理学ミームなので、大歓迎です。

WIREDのその他の素晴らしい記事