一、知识储备
从物理学上讲，制熟工艺就是热量的传递过程。热量传递的推动力是温度差，它总是从高温物体传给低温物体。在制熟工艺中，热量由热源传给原料，主要有直接加热和间接加热两种形式。利用燃料燃烧或电流产生的热量，不经过介质就直接加热烹饪原料的过程，叫直接加热；而利用炉灶设备将燃料燃烧的热量或电热量，通过水、油或气等介质，间接传给被加热原料的过程，叫间接加热。比较两者，直接加热有着更加广泛的应用前景，特别是红外线、微波和高频加热等。
（一）热传递的基本方式
所谓传热，指的是由于温度差的存在而引起的热量传输。加热使原料由生变熟，整个过程中都存在着热量的传输。热源释放的热量通过各种热媒传输到原料表面，又由原料表面传输到原料中心。原料在一定的时间内吸收一定的热量，才能完成由生变熟的转化，并达到烹调的具体要求。因此，要掌握烹制技术，就必须了解烹制过程中热量传输的基本规律和特点。
根据热量在传输过程中物理本质的不同，传热可分为三种基本方式，即热传导、热对流和热辐射，在烹调中三种方式往往是同时存在的。
1. 热传导
热传导，简称导热，是在无分子团宏观相对运动时，由微观粒子（分子、离子、电子等）的直接作用（迁移、碰撞或振动等）而引起的热量传输现象。简单地讲，也就是整个物体（包括单个的或由几个物体直接接触组成的）各部分之间的热量传输现象。导热是物体中微观粒子热运动，导致能量转移的结果。众所周知，温度是物质微观粒子热运动激烈程度的衡量。温度愈高，微观粒子的热运动就愈激烈，其热运动的能量也愈大；反之，温度愈低，微观粒子热运动的能量就愈小。物体中温度较高的部分，微观粒子的热运动能量较大，它们发生迁移，碰撞或振动，就会引起热运动能量的转移，在宏观上就表现为热量从温度较高的部分向温度较低的部分传输。
导热一般发生在固体中，如置于炉火上的铁锅，热量从锅外壁与炉火接触的部位向四周及锅内壁的传输。导热在流体中也可发生，但不是纯粹的导热，并且比较弱，一般可忽略。
2. 热对流
热对流，简称对流，它只能发生于流体内部。流体中有温差存在时，各处的密度便不相同，于是轻浮重沉，产生流体质团的相对移动。这种依赖流体质团整体宏观移动并相互混合传输热量的物理现象，或者说，流体内部各部分发生相对位移而引起的热量转移现象，称为热对流。如锅内水的变热，锅内壁温度较高，把热量传导给靠近锅壁的水，使这部分水温度升高，密度减小，于是上浮，冷水沉降到锅底。一锅水各部分如此移动，最后导致整体温度升高。锅内油的变热也如此相同。
烹调加工中经常遇到的总是锅壁面与水或油之间由于温差存在而发生的热量变换，如上例。这种热量交换常称为对流换热，或称放热。放热实际上是一种复合换热形式，紧贴壁面的水或油的薄层中发生的是导热，其他部分的热传输才是对流。
3. 热辐射
热辐射是一种非接触式传热，如炉火对锅外壁的传热，烤制食物时原料表面的受热等。
辐射是物质的一种固有属性。任何物质的分子、原子都是在不停地运动着，由于分子碰撞和原子的振动，会引起电子运动状态的变化，从而向外发射能量。这种物体对外发射能量的过程叫作辐射。物体所发射的能量称为辐射能，由电磁波所载运。电磁波的传播不需借助任何介质，在真空中都能进行。一时遇到另一种物体，电磁波所载运的辐射能就会有一部分被该物体吸收，进而引起物体内电子的谐振运动，增加物体内微观粒子运动的动能，即辐射能转变为热能。
热辐射就是如上所述的，以电磁波为载体，在空间传输辐射能的现象。它不需要冷热物体间接触，在任何温度下，在各种物质之间都能发生。若物体间温度相等，则物体相互辐射的能量相等；若物体间温度不等，则高温物体辐射的能量大于低温物体辐射的能量。总的结果是高温物体的热能，通过辐射能传递给低温物体，以提高低温物体的热能。烹调加工中利用辐射热加热原料，一般是通过燃料燃烧或电能转换的形式产生强烈的热辐射，来达到加热原料的目的。
物体的温度愈高，辐射力（即在单位时间内物体的单位面积向外放射的能量）愈强。产生热辐射必须要有很高温度的热源存在。烹调工艺中，利用热辐射传热的主要有直接用火烧烤的热辐射和电磁波辐射两种方式，前者多为传统的烹调方法，如挂炉烤鸭、烧鹅等；后者为现代烹调工艺，如红外线烤箱对原料的加热和菜肴的烹制。远红外线、微波等电磁波穿透能力较强，现在已广泛用作于加热食物。
热传递虽然有上述三种基本方式，但在烹制工艺中，热量的传递通常并非都是以一种方式进行的，有时还可以是两种或三种基本方式同时进行。一般说来，固体和静止的液体所发生的热传递完全取决于导热，而流动的液体以及流动或静止的气体热传递，导热虽然发生，但起主导作用的是依靠内部质点的相对运动而进行的热对流或因放热而形成的热辐射。比如给油加热时，在油保持静止阶段主要是以导热为主，经过进一步的加热，热油分子上升而冷油分子下降，使油中产生了相对流动，形成了热对流。可见，在液体加热过程中，导热与其他热传递方式都是相伴而行的，主要看以哪种方式占主要地位。
（二）热传递过程
烹制工艺最重要的目的，就是把生的原料加热成熟。因此，烹饪原料必须从周围环境吸取热量以使自身的温度升高，才能由生变熟，形成人们所希望的色、香、味、形。热量传递的动力是温度差，在烹制传热系统中，热源的温度最高，原料的温度最低，热量从热源传至原料的过程就是烹制中的传热过程。完成这一过程，要经过这样两个阶段：一是热量从热源传至原料外表，称之为烹饪原料的外部传热；二是热量从原料外表传至原料的内部，称之为烹饪原料的内部传热。
1. 烹饪原料内部的传热
不论采用何种热媒，其目的都是为了把足够的热量传输给原料，使其发生适度变化，由生变熟并获得一定的感官性状。加热原料的过程中，除了微波加热外，传统的加热一般都只是把热量传输到原料表面，然后再从表面逐渐向内部传输，使原料熟透。
原料内部的传热方式一般以导热为主。大多数原料在受热时，内部没有流体质团的宏观移动，只有微观粒子热运动引起的热量转移。原料内部的热传导主要是自由水及其他一些分子较小的物质的热运动所致，淀粉、蛋白质、纤维素等高分子物质的导热性很差。
烹调原料的种类繁多，由于它们的化学组成和组织结构的不同，导热性能便有一定差异。几类原料的导热系数（千卡/米）如下：畜肉0.4～0.45，禽肉0.35～0.4，鱼肉0.35～0.4。总起来看，烹饪原料都是热的不良导体，加热时原料中心的温度变化比较缓慢。如4.5 千克牛肉置沸水中煮1.5小时，其中心温度只有62℃；一条大黄鱼置放入油锅中炸制，油温达180℃时，鱼表面温度达到160℃，内部温度只有60℃～70℃。另外，原料的状态、大小、黏度等的不同，传热速度也不一样。一般而言，固态或高黏度的原料，以导热方式传热，传热速度较缓慢，块状较大的原料热量到达其中心的时间更长。液态原料的主要传热方式为对流，随着黏度的增大，逐渐会有导热现象发生，传热速度也逐渐减慢。所以烹制原料时，应根据不同原料的传热特点来合理确定加热温度和加热时间，才能达到预定的火候要求。
2. 烹饪原料的外部传热
烹饪原料的外部传热过程与热源的种类、炊具、灶具、烹制方式及传热介质等因素有关。通常情况下，烹饪原料的外部传热过程有三种类型：
一是热量由热源直接传至原料表层，如直接烧烤，即原料直接放在火（或火灰）中加热，其传热的方式是热传导。
二是热量由热源只通过直接介质传至原料表层，如煎、贴，封闭的烤箱烤、管道直接供水蒸气的蒸等，其传热方式因直接介质的物质状态不同而有差异。
三是热量由热源先通过间接介质（锅），再通过直接介质（如水、油）传至原料表层。它的传热过程又包括下列三个环节：
（1）热源把热量传给锅的底部。
① 如果热源是火焰，在旺火情况下，火焰高而稳定，火焰接触锅底，直接将铁锅烧热，主要的传热的方式是传导，其次也有辐射和对流作用；在微火情况下，传热的方式主要是辐射，其次是对流。
② 如果灶具是封闭的烤箱或烤炉，则热传递的方式主要是辐射换热。
（2）热量从靠热源一侧的锅底传到锅面。
由于锅的原料不管是金属还是陶瓷，都是固体，所以这一环节热传递的方式是热传导。
（3）热量通过直接介质传给原料表层。
如果传热介质是水或油，则热传递的主要方式是对流换热；如果传热介质是盐或沙粒，则热传递的主要方式是热传导。
（三）热媒的传热运用
热媒，也称传热媒介或传热介质，它是烹制过程中将热量传输给原料的物质。常用的有水、油、水蒸气、空气、电磁波等，有时还用到食盐、沙粒、泥、金属等。
1.水传热
传热形式：对流。
最高温度：100℃，若上面有油汤时，可略高些。
水是烹调加工中最常用的热媒。其传热方式主要为对流，通过对流把热量传输到原料表面，将原料加热成熟。水作为热媒具有如下特点：
（1）水的比热大，导热性能好。比热大决定了加热后的水能贮存大量的热量，既可使原料按一定要求加热成熟，又不致使水的温度因环境改变而大幅度下降。导热性能好，便于水形成均匀的温度场，使原料受热均匀。
（2）水在常压下温度最高可达到100℃。此温度下既可以杀菌消毒，使原料受热成熟，又可以使菜肴获得滑嫩、酥烂等质感。尤其是含结缔组织较多的原料，只有在80℃以上的水中较长时间加热才能达到一定的口感要求。
（3）水在微沸时，即常压下水温接近100℃，又不剧烈沸腾，这时，将热量传输给原料的能力最强。水剧烈沸腾是大量水汽化的表现。由于水的汽化需要吸收很多的热量，使得100℃的水与原料换热时，沸腾状态的换热量比微沸水时要小，并且沸腾越剧烈，换热量越少。这就是为什么用微沸水加热时，原料成熟并达到酥烂质感所需要的时间，一般比剧烈沸腾水加热要短一些的原因之一。
（4）水具有溶解能力强的特点。以水烹制菜肴，便于加热过程中的调味操作，有利于原料的入味和原料之间滋味的融合，还有助于调色料的调色。不过会引起原料中水溶性营养素的流失。
（5）水的化学组成比较单一，化学性质比较稳定，并且无色、无味、无臭。因此，它长时间受热不会产生对人体有害的物质，也不会对原料本身风味带来不利影响。
2.油传热
传热形式：对流。
最高温度：200℃以上。
食用油脂传热在烹调加工中应用十分广泛。其传热方式和水一样也是对流。但是油的性质与水相比有很大差异，如沸点较高，具有疏水性，高温下易发生化学变化等。因此，油传热具有自身的特点。
（1）能使菜肴获得香脆、香酥等口感。这是因为油脂沸点较高，可达200℃左右，并且具有疏水性。高温油脂的作用可使原料由外到内大量失水。
（2）油温变化幅度较大，适合于对多种不同性质的原料进行多种不同温度的加热，可以满足多种烹调技法的要求。以所能形成的菜肴口感上看，油烹较之水烹更为丰富多彩。
（3）可使原料表面上色。在高温作用下，原料表面会发生明显的焦糖化反应和羰氨反应，呈现出淡黄、金黄、褐红等多种鲜亮的色彩。油脂高温分解的产物也可参加菜肴色彩的形成。
（4）可产生浓郁的焦香气味。油脂在高温下分解，以及原料在高温下发生的焦糖化反应、羰氨反应等，不仅可使菜肴增色，而且能形成油炸制品的特有焦香气味。
综上所述，用油作传热媒介，能使原料达到脆、嫩、酥、滑、鲜、香的效果。
3.水蒸气传热
传热形式：对流。
最高温度：稍高于100℃。
以水蒸气传热的“蒸”，作为中国乃至于世界上最早的烹饪方式之一，贯穿整个中华文明的历史。据史料记载，世界上最早使用蒸汽烹饪的国家就是中国，蒸的起源甚至可以追溯到炎黄时期。我们的祖先从水煮食物的原理中发明了蒸，并逐渐懂得了用蒸汽作为导热媒介蒸制食物的科学道理。
水在常压下达100℃时就会沸腾，形成大量的水蒸气。水的汽化潜热较高，在100℃以下时为9.7171千卡/摩尔。水蒸气在受热原料表面液化时，就会将汽化潜热释放出来，供给原料较多的热量。水蒸气的传热主要以对流的方式进行，在原料表面凝结放热，将热量传输给原料，使其受热成熟。水蒸气是我国烹调广泛运用的传热介质，其传热具有如下特点：
（1）比水的传热强度大，能形成菜肴的独特口感。蒸汽以对流和传导方式对烹饪原料加热，一般温度为100℃～125℃。掌握不同的汽蒸火候能形成不同的菜肴风格，如旺火足汽速蒸，能形成鲜嫩的口感；中火足汽缓蒸能形成软烂的口感；中小火足汽速蒸，能形成菜肴极嫩的口感效果。
（2）能保持菜肴的原汁原味，减少营养素的流失。水蒸气作热媒不会像水那样在加热时与原料间发生剧烈的物质交换，所以能将原料本身的风味成分很好地保存于其中，并减少原料中水溶性营养素损失，蒸的食品基本上保留了食物中的一种物质——赖氨酸，它是合成蛋白质的重要成分。
另外，水蒸气传热还具有卫生条件好、有助于菜肴定型等特点。
4.电磁波传热
电磁波是辐射能的载体，被原料吸收时，所载运的能量便会转变为热能，对原料进行加热。根据波长的不同电磁波可分为很多种，在烹制传热中专门运用的主要是远红外线和微波两种。
（1）远红外线传热。
用于加热的远红外线，通常是指波长为30～1000 微米的电磁波，属于热辐射射线（波长为0.1～1000 微米）的范围。远红外线不同于一般的热辐射，因为它不仅载有辐射热能，而且还具有较强的穿透能力。一般的热辐射仅能加热原料表面，对原料内部没有多少直接作用，远红外线除了加热原料表面之外，还能深入到原料内部去，使原料分子吸收远红外线而发生谐振，达到加热的目的。因此，远红外线加热具有热效率高、加热迅速的特点。
（2）微波传热。
① 微波，是一种频率较高的电磁波。其频率为3×108～3×1011 赫兹，其低频端与普通无线电波的短波波段相连，高频端与红外线的远红外线波段能相接，所对应的波长为103～106 微米。它不属于热辐射射线，因此不能对原料表面直接加热。
② 微波加热的机理：在对原料进行加热时，微波利用较强的穿透能力深入到原料之中去，并利用其电磁场的快速交替变化（相当于交流电电流方向的改变），引起原料中水及其他极性分子的振动，使得振动的分子之间相互摩擦而产生热量，达到加热的目的。
③ 微波加热，原料表里一般总是同时发热，不需要热传导，因此具有加热迅速、均匀、热效率高等特点。微波加热的食品基本保留了原料原有的色、香、味，营养成分损失也有所降低。它的不足之处是原料表面难以像烘烤、油炸那样上色和变得香脆。微波加热与烘烤或油炸配合使用可以达到此类菜肴的质量要求。微波不能被金属所吸收，因此不可用金属容器或带金属边瓷盘子盛装食物加热，否则会延长加热时间，产生电弧，损坏炉子。
5.其他热媒传热
（1）热空气传热。热空气的传热方式为对流。它在烹制传热中一般不起主导作用，只是在烘烤食品时协助电磁波传热，如烤肉串。
（2）食盐或沙粒传热。食盐和沙粒都是固体传媒，以导热的方式传热。操作时必须不断翻炒，或埋没原料，这样才能使原料受热均匀，如盐焗鸡。
（3）金属传热。烹调中使用的金属热媒主要是金属加热容器。它以导热的方式将热量传输给原料。在煎、贴、炒等烹调方法中有所运用。金属加热容器的传热只能加热原料的一面，如烙饼。