論如何用一道物理應(yīng)用題勸退準(zhǔn)備入坑烹飪的小白。
問(wèn)：現(xiàn)有一口普通高壓鍋，其安全閥限定壓力為80KPa，鍋體與鍋蓋結(jié)合處在1.25倍限定壓力下發(fā)生屈服，假設(shè)高壓鍋可容納7L空氣。求高壓鍋發(fā)生爆炸時(shí)，750g的鍋蓋能被炸飛的最大高度。
想刷“小朋友你是否有許多問(wèn)號(hào)”的朋友可以不必了，這確實(shí)不是任何物理考試的真題，只是我從資料里找來(lái)的一個(gè)案例。經(jīng)計(jì)算，這樣一次高壓鍋爆炸能釋放1685 J，鍋蓋升天可達(dá)229米。
reddit上關(guān)于高壓鍋爆炸的經(jīng)典圖
誰(shuí)沒(méi)被高壓鍋的威力驚嚇過(guò)？你說(shuō)沒(méi)有？放心，看完本文就會(huì)有了。
作為新一代互聯(lián)網(wǎng)文化發(fā)源地，且以?shī)蕵?lè)八卦文化為代表的豆瓣，存在一個(gè)名為“高壓鍋爆炸”小組，里面有不少類似“沒(méi)想到小組真的……是討論高壓鍋的啊”的疑問(wèn)。
炸了的感慨“終于在這個(gè)組抬起了頭”，“廚房頂上那釘著的雞骨”……
沒(méi)炸的帶著期盼問(wèn)“有多少人是進(jìn)組后發(fā)生爆炸的？” 還有慚愧自己進(jìn)組以來(lái)沒(méi)有貢獻(xiàn)，帶了2斤排骨準(zhǔn)備去朋友家“謀炸”的。（以上行為請(qǐng)勿模仿）
這也應(yīng)證了那句話“烹飪是門藝術(shù)，藝術(shù)就是爆炸”。
爆炸問(wèn)題從高壓鍋誕生之日起至今都從未跌出過(guò)熱榜。1682年英國(guó)人埃文萊吃到了法國(guó)人帕平用一種特殊鍋具做的燉排骨，他感嘆“哎，真香！”，只是不知道自己親手做會(huì)不會(huì)被炸飛。
帕平最早發(fā)明了高壓鍋，早年因?yàn)榘踩缘膯?wèn)題沒(méi)有作為一種廚具推廣開(kāi)來(lái)。后來(lái)加上了壓力閥可以釋放過(guò)多的蒸汽，帕平觀察壓力閥的進(jìn)行有規(guī)律的上下運(yùn)動(dòng)，構(gòu)思出了活塞和氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)。
史蒂芬森蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)
英國(guó)人托馬斯·薩維里獨(dú)立于帕平發(fā)明了第一個(gè)蒸汽動(dòng)力裝置，也需要用到高壓的蒸汽鍋爐。所以有人認(rèn)為蒸汽機(jī)只是高壓鍋的附屬發(fā)明，是工業(yè)革命真正的種子。
300多年過(guò)去了，高壓鍋是否還“老當(dāng)益壯”？下面請(qǐng)看案例分享。
2019年2月23日華商晨報(bào)報(bào)道，沈陽(yáng)市鐵西區(qū)某小區(qū)一戶突然發(fā)生爆炸，高壓鍋蓋從4樓窗口飛出，落在馬路中間。使用高壓鍋的一位90歲高齡的老人，正在用高壓鍋?zhàn)龃筢u，爆炸摧毀了煤氣爐和油煙機(jī)，所幸沒(méi)有人員受傷。
廣州某三甲醫(yī)院外科醫(yī)生正準(zhǔn)備下班，突然接到緊急手術(shù)的通知。一位湯女士因高壓鍋爆炸受傷嚴(yán)重，頜骨多發(fā)性骨折、鎖骨骨折，右臉大范圍挫裂傷。
事發(fā)時(shí)，湯女士正在用高壓鍋熬粥，她判斷已經(jīng)熬好了，就用濕毛巾蓋在高壓鍋的排氣孔上，避免高溫蒸汽燙傷自己，結(jié)果卻鍋蓋無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)打開(kāi)，她猛地一用力就發(fā)生了爆炸。
最匪夷所思的一個(gè)案例發(fā)生廣西桂林，蔣先生和工友在工地附近的民房里用老式高壓鍋?zhàn)鲲?，可能是壓力閥丟失或者故障，工友鬼使神差地用筷子插入堵住了排氣口，晚上7點(diǎn)多，高壓鍋發(fā)生了爆炸，蔣先生被嚴(yán)重炸傷，三分之一的右臉缺失，多處粉碎性骨折，當(dāng)場(chǎng)血肉模糊。
YouTube頻道The Destroyer的高壓鍋爆炸測(cè)試
其實(shí)還有很多類似的案例，嚴(yán)重甚至能導(dǎo)致死亡。幾百年了，高壓鍋就沒(méi)有為安全作出改進(jìn)嗎？當(dāng)然有，不討論電子控制的電壓力鍋，就最傳統(tǒng)的燃?xì)鈮毫﹀亖?lái)說(shuō)，至少有3重安全保護(hù)。
第一是排氣閥，也就是鍋蓋正中央的那個(gè)很吵鬧的結(jié)構(gòu)，當(dāng)高壓鍋內(nèi)部壓力增加，水汽就會(huì)從排氣孔噴出，排氣閥的作用就控制鍋內(nèi)壓力，維持在安全的氛圍內(nèi)。
鍋內(nèi)壓力大時(shí)，排氣閥被頂起，釋放部分水汽，壓力下降后排氣閥在重力的作用下重新封閉排氣口，就這么一直循環(huán)往復(fù)做簡(jiǎn)單枯燥的上下運(yùn)動(dòng)，過(guò)程中還會(huì)發(fā)出吵鬧的聲響。
有些人可能會(huì)覺(jué)得聲響太大，用濕抹布覆蓋或用重物壓迫，這種行為其實(shí)就是在造炸彈。
除了排氣閥之外，一般高壓鍋還會(huì)配有安全閥，同樣也會(huì)在鍋內(nèi)壓力過(guò)高時(shí)起作用，只不過(guò)壓力閾值會(huì)比排氣閥設(shè)定得更高一些。
第三重安全防護(hù)是易熔片，它對(duì)壓力沒(méi)反應(yīng)，但對(duì)溫度比較敏感，材質(zhì)是一種熔點(diǎn)較低的合金。當(dāng)排氣閥和安全閥都失效，高壓鍋內(nèi)部壓力持續(xù)增大，溫度也會(huì)同時(shí)升高，導(dǎo)致易熔片融化，最后釋放壓力。
這種情況就是安全閥或易熔片起作用后泄壓
我們已經(jīng)為高壓鍋的安全作出了這么多努力，為什么高壓鍋安全事故還是如此高發(fā)呢？有兩大原因，不規(guī)范使用和超齡服役。
如果有留意各種高壓鍋爆炸的事故新聞，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律，當(dāng)事人一般會(huì)用高壓鍋煮粥、紅豆、綠豆、黃豆、大醬等具有一定流動(dòng)性，吸水會(huì)膨脹的食物，它們特別容易在沸騰時(shí)被帶進(jìn)排氣孔造成堵塞。
同理，鍋內(nèi)食物過(guò)多也是最容易出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況，一般原則上食物量不能超過(guò)高壓鍋?zhàn)畲笕萘康奈宸种?，具體參考高壓鍋廠商給出的使用規(guī)范，也有建議不超過(guò)三分之二的。
至于超齡使用問(wèn)題，我相信絕大多數(shù)人根本沒(méi)有意識(shí)到高壓鍋還有使用壽命的問(wèn)題，因?yàn)槌Ｒ?jiàn)的廚具都是耐用品，沒(méi)有損壞就可以當(dāng)傳家寶。高壓鍋的使用壽命在8年左右（以每天使用1小時(shí)算），超過(guò)年限的高壓鍋可能會(huì)因?yàn)榻饘倨诘葐?wèn)題帶來(lái)隱患，但現(xiàn)實(shí)情況是家里有一口比孩子歲數(shù)還大的高壓鍋是非常普遍的。
你家的高壓鍋“成年”了嗎？
無(wú)視使用規(guī)范，易熔片沒(méi)有定期更換，超齡使用，這些不良的使用習(xí)慣導(dǎo)致高壓鍋易爆炸的壞名聲，也可能帶來(lái)燙傷的危險(xiǎn)。
我們知道液體的沸點(diǎn)隨著環(huán)境壓力的增大而變高，高壓鍋在正常工作的情況下，內(nèi)部的壓力可以達(dá)到2個(gè)大氣壓（約200KPa），此時(shí)水的沸點(diǎn)提高到120°C左右，從而縮短烹飪的時(shí)間。
但是相反，如果環(huán)境壓力驟降，那么液體的沸點(diǎn)降低，就有可能出現(xiàn)爆沸的現(xiàn)象。有些老式的高壓鍋沒(méi)有壓力鎖定的裝置，如果此時(shí)烹飪小白們心急，直接打開(kāi)鍋蓋，120°C的液體爆沸涌出，那威力也不是開(kāi)玩笑的。
現(xiàn)在，你是不是對(duì)高壓鍋有那么一點(diǎn)驚嚇感了？有沒(méi)有想著遠(yuǎn)離這種“反人類”的東西？那我會(huì)告訴你，你這輩子是不可能和高壓鍋絕緣的，在工業(yè)界高壓鍋還有個(gè)別名叫“鍋爐”。
你用的電，不管是火電還是核電，本質(zhì)都是高壓鍋燒水，北方的同學(xué)冬天用的市政供暖也需要高壓鍋燒水。
在工業(yè)鍋爐面前，家用高壓鍋只能算是螻蟻，最低等級(jí)的低壓鍋爐工作壓力都是以MPa為單位的（1MPa=1000KPa），往上還有中壓、高壓、超高壓鍋爐，亞臨界鍋爐，超臨界鍋爐，最高壓力可以達(dá)到240個(gè)大氣壓，溫度達(dá)到565°C，再往上絕大多數(shù)金屬都會(huì)發(fā)生高溫蠕變，導(dǎo)致……爆炸！
2012年河南信陽(yáng)某公司鍋爐發(fā)生爆炸，20噸的鍋體飛出廠區(qū)80米擊穿了一棟2層居民樓，將一人壓在廢墟下
鍋爐爆炸有多可怕？這么說(shuō)吧，有一種衡量鍋爐爆炸威力的方法叫做TNT當(dāng)量法，一個(gè)水容量26立方米的低壓鍋爐，爆炸時(shí)的威力相當(dāng)于573千克的TNT炸藥，以爆炸點(diǎn)為圓心，直徑31.4米的球形空間內(nèi)的人員都會(huì)受到嚴(yán)重燙傷。
但是，話又說(shuō)回來(lái)，高壓鍋給人類帶來(lái)的貢獻(xiàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它的危險(xiǎn)的。不管是高壓鍋還是工業(yè)鍋爐，爆炸一定是由錯(cuò)誤引發(fā)的，與其恐懼不如好好了解它的原理和構(gòu)造。
剁手買了高壓鍋之后起碼認(rèn)真讀一讀說(shuō)明書，或者拿出手機(jī)搜索一下SME的文章再使用。家里那些已經(jīng)“成年”了的高壓鍋也勸勸父母換新吧，畢竟高壓鍋也盤不出包漿來(lái)。
當(dāng)你知道了高壓鍋的傳奇身世后，希望你會(huì)感慨“我正在用人類工業(yè)的本體做飯”，而不是“我在陪手榴彈玩火”?？傊f(wàn)不要用一場(chǎng)爆炸來(lái)“慶?！弊约喝肟优腼?，有時(shí)候勸退才是最大的安全措施。
彩蛋：恐怖分子會(huì)在普通高壓鍋內(nèi)填充炸藥和破片彈丸，制成簡(jiǎn)易的大號(hào)手雷，效果就是我們首圖Gif展示出來(lái)的樣子啦。
Pressure cooking. Wikipedia. 24 March 2020, at 05:07 (UTC).
Denis Papin. Wikipedia. 27 January 2020, at 23:34 (UTC).
用高壓鍋?zhàn)龃筢u爆炸,家里炸這樣,威力有多大? 華商晨報(bào), 2019-02-23.
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