核心概念
物理
热量
温度
隔热材料
简介
你有没有想过用冰淇淋给你的同学一个惊喜，但又不知道如何在它融化之前把它带到学校？一个隔热袋或一个装满冰块的冷却器可能刚好能让你的零食保持凉爽。使用相同的原理，甚至可以在热烤箱中烘烤冰淇淋，并使其仍然处于冷冻状态！这项活动将向你展示如何做到这一点。
背景知识
热量是自动从较高温度流向较低温度的能量。这种能量可以通过三种方式流动：有时，它通过流体（液体或气体）的运动进行传递，称为对流。一个例子是烤箱中的热空气流向较冷的区域。有时，辐射会传递这种能量。你可能在烤箱里的烤架发出红光时感受到过它辐射的热量。直接接触是这种能量从一个地方或物体流向另一个地方的第三种方式——当你触摸到热的东西并烫伤自己时，你就会知道这一点！
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我们可以通过使用隔热材料来阻止这种能量流动，隔热材料是由阻碍热流的材料制成的。放置在冷却器或隔热袋中的绝缘体可以防止热量进入——保温瓶也可以。
为了使冰淇淋在热烤箱中保持固体，你需要用隔热材料保护它。幸运的是，一些烘焙甜点是极好的绝缘体。海绵蛋糕和蛋白酥皮就是很好的例子。你能找出原因吗？这些烘焙食品与其他隔热材料（如纸板杯、羽绒或分层服装）之间的相似之处可以引导你朝着正确的方向前进！
材料
两个圆形碗，最好是相同的，可以放入冰箱
塑料薄膜或保鲜膜
冰淇淋
勺子
冰箱
海绵蛋糕，直径比碗大一英寸左右
三个室温下的鸡蛋清
一杯白砂糖
半茶匙塔塔粉
手持式电动搅拌器
搅拌碗
刮刀
两个烤盘，一个至少与海绵蛋糕一样大
烤箱
烤箱手套
切蛋糕的刀
成人助手（此活动中的某些步骤，如操作电动搅拌器和使用热烤箱，需要成人帮助。）
准备工作
要制作一个冰淇淋模具，用两层塑料薄膜或保鲜膜覆盖圆形碗的内部，并将多余的部分折叠在边缘上。塑料将使冰淇淋更容易从碗中取出。
用第二个碗重复此操作。
将冰淇淋倒入模具中。如果你的冰淇淋太硬，把它放几分钟再试一次。向下压冰淇淋，使其内部没有气泡，并将顶部表面弄平。
将装满冰淇淋的模具放入冰箱至少一小时。稍后，此冰淇淋将放入热烤箱中。
步骤
将烤箱预热至华氏 400 度。你有什么办法可以将冰淇淋放入加热到华氏 400 度的烤箱中而不会融化吗？
将蛋清倒入搅拌碗中，并请一位成人帮助你用电动搅拌器以中速搅拌。观察半透明的液体蛋清如何变成白色泡沫。你看到蛋清的体积在这个过程中是如何变化的吗？为什么会这样？
加入塔塔粉，并请成人继续搅拌，直到提起搅拌器时形成软峰。峰会卷曲，这没关系。
加入少量糖，并请一位成人使用高速设置将其搅拌到泡沫中。重复此操作，直到所有糖都已添加并溶解到蛋清中。如果混合物看起来有光泽，并且取出搅拌器时尖峰保持竖立，则你做得正确！这种混合物称为蛋白酥皮。
请成人拔下电动搅拌器的插头并卸下搅拌器。稍后你可以用其他工具清洗搅拌器。
稍后你将组装蛋糕。在你计划吃蛋糕前大约 20 分钟开始此操作。在你开始组装之前，检查你的烤箱是否已预热。
要组装蛋糕，请将海绵蛋糕放在烤盘中间。
从冰箱中取出一个装满冰淇淋的模具，然后使用塑料将冰淇淋从模具中取出。将冰淇淋翻过来，平面朝下，放在海绵蛋糕的中间。移除塑料。
使用刮刀用厚厚的一层蛋白酥皮覆盖冰淇淋和海绵蛋糕的可见部分。
请一位成人将装有蛋糕的烤盘放入预热的烤箱中。
在里面放置约 10 分钟，直到最外层的蛋白酥皮变成棕色。
你预计冷冻的冰淇淋放入热烤箱后会发生什么？
为了测试你的预测，从冰箱中取出第二个装满冰淇淋的模具，取出模具，然后将冰淇淋翻到第二个烤盘上。移除塑料，并请一位成人将此烤盘放入烤箱中。观察会发生什么。
蛋糕做好后，请一位成人将其从烤箱中取出。你可以将只含冰淇淋的烤盘放久一点，因为它放得晚一些。关掉烤箱。
切开四分之一的蛋糕，看看里面。冰淇淋仍然是冷的和硬的，还是融化成了液体？与仍在热烤箱中的冰淇淋相比，它有什么不同？你认为是什么使蛋糕中心的冰淇淋保持凉爽？为什么它能使冰淇淋保持凉爽？
附加题：你认为你可以用底部的饼干制作小冰淇淋蛋糕吗？你会使用哪种饼干？尝试一下，看看是否可行！
附加题：为什么食谱会要求用烘焙好的蛋糕作为底层？将冰淇淋放在面糊上，然后同时烘烤面糊和蛋白酥皮也行得通吗？如果你不确定，请尝试一下！
附加题：使用你在家里找到的物品来制作一个保温器，它可以让一杯冰淇淋保持 20 分钟的凉爽。为了衡量你的作品的性能，取出两个相同的冰块，一个放在保温器内部，一个放在外部。等待 10 或 20 分钟，然后比较冰块的重量或它们提供的融化水有多少。与未隔热的冰块相比，你的冰块重量越重，或提供的水越少，则你的作品效果越好！
观察和结果
蛋糕中心的冰淇淋是否仍然是硬的和冷冻的？未覆盖的冰淇淋放入热烤箱后是否迅速融化？
海绵蛋糕和蛋白酥皮中都含有大量滞留的气泡。这层静止的空气可以防止热量进入。它是一种良好的隔热材料，因此不容易让热量穿过它。这样，它可以保护下面的冷冰淇淋——至少一段时间。但是，如果你将蛋糕放在热烤箱中太久，冰淇淋中心最终会变热并融化。正如你可能观察到的那样，如果没有海绵蛋糕和蛋白酥皮的保护，这种情况会发生得更快。
隔热袋或冷却器通常使用一层静止的空气来防止热量穿过壁，就像蛋糕和蛋白酥皮一样！
清理
清理你的工作区域，并用肥皂水清洗所有工具和容器。
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