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烹饪与热效率
据说，学会用火是人类历史上具有重大意义的事情。如今人们往往只是说用火可以烤肉以使得蛋白质更容易吸收，其实这也是使得农业得以产生的条件。没有经过烹饪的草籽是很难消化的。历史上我们所食用过的小麦、小米、稻米等粮食作物都需要烹饪。烹饪就需要加热。
最早人类加热所用的燃料是干燥的草木。我们的先人造字，柴和薪就分别属木和艸（草）。用如今化学的眼光看，草木的茎叶中含有大量的纤维素、一些木质素以及其他的有机物，由于碳原子与碳原子之间的结合力没有碳原子与氧原子之间的结合力大，所以，这些有机物中的碳原子就可以与空气中的氧气结合，结合时放出能量，产生高温，这就是草木的燃烧。
草木燃烧放出的能量，以热的形式传递给食物，这是烹饪的最基本特征。千万年来，我们人类都利用了这个燃烧反应来进行食物的烹饪。
这些草木是能源。有能源，有反应，就有能量利用率的问题，也可以称为热的效率问题。
如今，以草木为烹饪能源的时代已经过去了，绝大多数城市居民都以天然气或电作为烹饪的直接能源。
以天然气为直接能源，当然是燃烧，用燃烧得到的火焰加热锅具，经过锅具把热能传递给食物。
以电为能源，加热的方式就多种多样了。有以电阻元件发热传递给锅具的，也有以红外线直接加热食物的，也有以微波方式加热食物的，也有以铁磁性锅具吸收电磁波因感应电流而发热升温加热食物的，如此等等。
这些加热方式，仅用热效率来判断，可以作一些比较。
燃烧得到火焰加热锅具，这是原始的方式，几千年来草木燃烧就是以这种方式加热食物的。如今的天然气炉灶只是改进了燃料，气体燃料能够燃烧得更加充分。
但是，燃烧产生火焰加热也有它固有的缺点。火焰是怎么把热量传给锅具的呢？火焰本身是一些高温的气态原子、分子和离子，通过这些原子、分子和离子与锅具表面原子的碰撞把能量传递给锅具表面的原子，组成火焰的这些原子分子离子（总称粒子）在碰撞以后仍然会有较高的能量，这些粒子就沿着锅具的边缘继续上升到锅具上面的空间去了。火焰中的粒子有些就并没有发生与锅具表面的碰撞，也随着气流一起沿着锅具边缘上升了。这个事实，每一个做饭炒菜的人，都能够感觉到。所以用火焰加热时，热量的损失较大，效率较低。
当天然气流量较少时，由于气流上升而损失的热量较少，但是锅具的加热也可能会变慢。加大用气量，锅具的加热固然加快，但是热量的损失也大。
如果火焰的温度较高，火焰中粒子的动能较大，传递给锅具同样的能量所需要的粒子就较少，沿着锅具边缘上升的粒子以及没有与锅具表面碰撞的粒子也较少，这样，能量的损失也就较少。
火焰温度较高的标志是火焰颜色发蓝，蓝色光的频率较高。温度高的物体，发出来的光含有高频率成分较多。如果火焰发黄色，说明火焰温度低，其原因往往是进风的氧气不足，使得燃料不能完全燃烧。
另外，火焰发出可见光，照向四方，对于烹饪来说，也是一种能量的损失。
总之，一般家庭厨房中火焰燃烧加热烹饪的热效率不可能很高。
用电饭煲和电高压锅烹饪时，电流通过电阻元件发热，热量传递给锅具，是通过锅底与炉中金属面之间的接触，但是此类金属面之间不可能完全紧密配合，所以除了金属面之间的传热之外，也有一部分热量可以经过空气分子的传递。
这里，电饭煲和电高压锅都有外壳，热量的传递都被限制在外壳的内部，电流因电阻产生的能量几乎百分之百都成为热能，所以，电饭煲、电高压锅的热效率应当是比较高的。如电水壶特别是那种把电热圈放在水中加热的电水壶，其热效率应当是最高的了。它的热量损失仅仅在水壶里的水被烧热后通过水壶外壳向外辐射那一点点的热量。
电烤箱的原理也是用电热元件发热，用热辐射烤热食物。热的辐射，主要是通过红外线（或称红外光）进行的。所谓远红外，也是红外光，不过是频率较低的红外光。红外光的频率，与一般有机物分子中原子的振动频率相对应。所以，红外光照射到一般物体后，很容易被物体的表面所吸收，使得表面原子的振动加剧，宏观上就表现为表面温度提高。
至于物体内部温度的提高，则是由表面原子向内部原子逐渐进行动能的传递，使得物体内部温度也逐渐提高。这个过程比较慢，所以用烤箱烤食物往往需要较长的时间。
由于高温物体会不断向低温环境辐射热量，烤食物的时间长，烤箱向外界环境辐射的热量也必然比较多。所以，电烤箱的热效率也不可能很高。
微波炉的原理是电能经过磁控管转化成微波，然后由微波加热食物。微波当然也是电磁波，其频率低于红外线，它与水分子或其他较小分子的转动频率相匹配，从而引起食物中的水分子和其他较小分子的运动，从而提高食物的温度。
如果除金属外的物体中不含水分子或其他较小分子，则微波不与这些物体的原子分子相互作用，直接穿透这些物体。所以，如玻璃、陶瓷、聚丙烯塑料之类的容器，放在微波炉里加热，其中的食物热了，而容器还是凉的（后来容器的热是食物的热又传递给了容器）。
金属中有大量的自由电子，所以金属能够吸收所有频率的电磁波又迅速放出来，其宏观的效应就是反射电磁波。微波炉的四壁但是金属板，它们反射微波，把微波限制在微波炉内，不断反射微波直至被含有水或其他较小分子的物体吸收。
只要食物不浸泡在水里，食物的含水量又不是特别多，又被分得比较碎，也就是食物块之间有较大的空间间隙，这样的食物就很容易被微波热透。因为微波能够深入到这些食物的内部，不像红外光被物体的表面就都吸收了。
因此，很多食物在微波炉内加热的时间不长完全可以了。像肉包子的馅儿就能很快热透。
但是如果食物浸在水里，那么微波也只能先热表层的水，无法深入到食物的内部。这样的食物（汤）就不像含水很少的食物那样容易热透。
含水很少的食物像馒头，往往只需要几秒钟到十几秒钟就热透，时间一长就干硬了。像含水很少而有油的食物如花生米、核桃仁等也比较容易热透，时间太长就会烧焦。
微波炉中磁控管转化电能的效率也很高，所以微波炉的热效率是很高的。
电磁炉是炉中有线圈，把电流转化成频率较低的电磁波（其频率只有20～30千赫兹，比其他加热用电磁波频率低的多。比较一下，微波炉用微波：2450兆赫兹，红外线：30万兆赫兹至400 兆兆赫兹），这样低频的电磁波容易使得具有铁磁性的金属制造的锅具表面由于电磁感应而产生电流，又由于这些金属的电阻而发热，从而直接使锅具温度迅速升高（比较一下电饭煲，它先使炉子升温再通过金属间的传递，再把热量传给锅具，过程就比较缓慢）。
这样，电磁炉加热食物就非常快，关闭电源后，也迅速降温，没有多少热量的浪费（这一点微波炉也与之相同，相反，电饭煲、电烤箱就往往有许多余热被浪费掉）。
在这么多用于烹饪的炉灶中，热效率较高的是电磁炉和微波炉，然后是电饭煲（电高压锅），再后面是电烤箱，用火焰加热的天然气炉灶热效率较低，有较多的热量浪费。
当然，这里所说的仅仅是热效率，具体烹饪食物需要的炉具要看烹饪的食物是什么以及需要达到什么烹饪效果。
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