Почему пельмени в процессе приготовления вначале тонут, а потом всплывают?

Поднятие пельменей на поверхность воды объясняет физика, а точнее закон Архимеда.

На высоких температурах соки, в которых готовится мясо выпариваются, вода кипит и заполняет пельмени маленькими пузыриками пара. Которые в свою очередь меняют плотность пельменей, увеличивают его объем. Именно изменение (уменьшение) плотности и поднимает по закону Архимеда продукт на поверхность воды. К маленьким пузырям присоединяются и другие свойства, такие как трансформация коллагена в желатин, а также крахмала в клейстер. Все факторы вместе способствуют всплытию пельменей в кастрюле. Источник: https://kipmu.ru/pochemu-pelmeni-vsplyvayut/

Объем увеличивается, однако

1) Средняя плотность сырых пельменей не много отличается от плотности подсоленной воды.
2) В процессе варки пельмени набухают благодаря а) тепловому расширению теста и начинки; б) расширению находящегося в них небольшого количества воздуха; в) испарения влаги внутри них.
3) Пропитание дополнительной влагой в подъёмной силе почти не отражается.
В результате действия всех указанных факторов архимедова сила несколько превышает вес пельменей и они всплывают.

Развариваясь, они становятся немного больше и теряют плотность. Площадь соприкосновения с водой становится достаточной, для всплытия. +Соль с температурой повышает плотность воды, а значит плотность объекта и его площадь для всплытия.

они начинают считать, что в животе лучше сохраняться. Неразумные создания, однако.

"Во время варки под действием тепла происходит денатурация белков. Внутриклеточные белки мышечной ткани — акгомиозин, миоген, миоальбумин, глобулин X, миоглобин коагулируют и становятся нерастворимыми. При этом вес мяса уменьшается на 20—40%, главным образом за счет выделения воды, связанной белками."
http://promeat-industry.ru/biohimiya-myasa/3313-varka-myasa.html

Надеюсь, с качеством не связано.

у них и спроси)))

Хороший вопрос

Тут важно наличие воздуха. Но основную "подъемную силу" дает пар.

Давление насыщенного пара при кипении составляет одну атмосферу. Внутри пельменя температура хоть чуток, да поменьше, поэтому пар сам по себе раздуть его не может, внешнее атмосферное давление не даст. А вот когда внутри есть воздух, то они работают совместно, и получается поразительный, на первый взгляд, эффект, усиление подъемной силы на порядки.

Проще на цифрах продемонстрировать. Пусть температура внутри пельменя соответствует давлению насыщенного пара в 99.9% от атмосферного. Т. е. в чистом виде пар ни за что его не раздует. И пренебрежем упругостью оболочки, т. е. падением давления на ней.
Итак, на воздух тогда остается всего лишь 0.1% от суммарного давления, а стало быть и такова его доля в смеси (молярная) . То есть как бы получается, что объем воздуха (на самом деле паровоздушной смеси) увеличивается аж в 1000 раз! При том, что без пара объем воздуха увеличился бы всего примерно на 30%.
В рассмотренном случае, когда давление насыщенных паров равно 99.9% атмосферного, это означает температуру, примерно на 0.017 °С ниже точки кипения.
Если отличие от температуры кипения больше в десять раз (т. е. всего лишь ниже на 0.17 °С) , чем в рассмотренном мною случае, то эффект уменьшится в десять раз. И т. д. Разница в температурах 1.7 °С даст всего лишь десятикратное увеличение объема. Так что к точке кипения нужно подойти достаточно близко.

Что самое интересное, в вопросе содержится неверный момент, пельмени всплывают не когда готовы, а когда начинается процесс варки фарша внутри, поэтому иногда пишут что варить 3-5 минут после всплытия !!!
Источник: Копипаст конечно ))) и не забывай варить 3-5 минут после всплытия !!!

В пельмени встроены шарики, которые при нагревании надуваются. В равиоли такие шарики не влазят, поэтому они набухают от воды и тяжелеют.