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水的沸点(气态能可以通过热能产生多大能量呢?)-当前独家
来源:热点网作者:洞察网2022-12-15 21:46:20

高压锅是我们每个人厨房必备的工具,他能够帮我们烹饪出非常美味的食物,那你们知道 ,高压锅烹饪的原理是什么吗?让我们来以这个高压锅被堵的案例一起来研究一下吧!


【资料图】

高压锅工作原理是采用无沸煮食,利用水的沸点受气压影响这个物理特性,通常在1个大气压状态下烧开水,水会在90-105℃左右沸腾,而压力锅内气压一般是1.5个大气压,水的沸点一般在110-130℃左右。这样高压锅内部就会形成高温、高压的环境,饭很快做熟了。不过高压锅是有限制的,超出这个标准容易爆炸。

一、高压锅是用什么材质制成的呢?

它是由锅身、锅盖、易熔片、放气孔、安全阀和密封胶圈、以高压锅及其他新形式的放气通道组成。 易熔片的安装是为了防止安全阀出现故障而起备用保险作用的,它是用熔点较低的铝合金材料制成的。一旦安全阀失效,锅内压强过大,温度也随之升高,当温度达到易熔片熔点时,再继续加热易溶片开始溶化,锅内气体便从易熔片喷出,使锅内压强减小,从而防止爆炸事故的发生。

二、高压锅为什么可以把食物煮熟呢?

在标准大气压下,水的沸点是100℃。用普通锅煮食物,锅内的温度不会高于100℃;加大火力或持续加热的结果,只能导致水从液态变为气态,即发生蒸发,水本身的温度不会超过100℃,这是因为处于100℃的水分子具有足够的能量冲破空气分子的阻挡而成为水蒸气。 但是,如果升高周围空气的压强,那么水分子要具备更大的能量才能冲破空气分子的“把守”,溜到空气中去变成水蒸气;水分子的能量完全取决于水本身的温度,温度越高,水分子能量也越高,因此,要使锅内的水在更高的沸点下沸腾并将食物煮熟。

那么我已经知道上面的基本原理,我们再来研究一下,高压锅在堵塞气孔会发什么样的物理原理吧!

一.高压锅堵塞后里面的气体是如何变化的

如图5所示,假设气孔1和气孔2被异物堵死,锅内本身的质量为M,总容量为h,锅壁材质的抗压强度为205MP,锅下面红色的线条为火,表示正在加热,蓝色为水,绿色为碗,装载的适量的米饭和水,火开始加热一段时间后,绿色的碗里面的水,开始达到100°C开始沸腾,此时绿色的碗开始存在水蒸气我们设为q2,正常情况水蒸气会从气孔1和2出去但是现在,因为气孔被异物堵死,气体只能够在锅的内壁不断重复循环,由于温度的升高才能导致其他在锅内不断翻滚沸腾,相当于热能给水蒸气开始做功(请问此时的水蒸气在锅内做什么运动?a.圆周运动b.不规则运动)

于是现在产生以下几个结论:

1.因为由于加热的原因,热能使得锅内的水蒸气不断在做功,此时的做功情况为W热=W气,随着时间的增加,W气>W热,根据能量守恒定律,所以W气 W热=Q总,所以气体可以通过热能在封闭的环境里可以储存强大的能量。

2.我们都知道任何物质都有一个自己的极限值,我们把这种的能力叫做屈服强度,我们知道高压锅目前的304不锈钢的应力为205MP,锅子是一个圆柱,设圆柱的长度为r,那么有公式w=Fx,得F=r/w气 w热,从而我们也就知道了高压锅的应力的值δ,所以肯定的Q总<σS内壁,所以高压锅的内壁承受不了高压锅内热能和气能所产生总能量,所以爆炸也就产生了。

[责任编辑:linlin]

标签: 这是因为 屈服强度

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