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  • 少年时·小物件大科学:100℃可以杀死地球上绝大部分的细菌和病毒

    文字摘自《少年·小物·大科学》一书第21期。未经小多童书(ID:xiaoduoui)授权,不得转载。

    人类需要高压锅

    当外部压力恒定时,水的沸点也恒定。即使被非常高温的火加热,它的温度也不会发生变化,而是会发生剧烈的相变(汽化),从而带走热量。

    在大多数陆地地区,在海平面和大气压下,水的沸点稳定在 100°C 左右,差别不大。也许正是我们的大气层决定了我们星球的生物特征。100°C可以杀死地球上大部分的细菌和病毒,让我们可以安全地享用各种食物。

    当压力发生变化时,水的沸点也会发生显着变化。

    水的这种沸点和压力对应特性给生活在高原上的人们带来了麻烦。海拔3000m时,大气压0.7atm左右,水的沸点只有90℃,锅里的水最高只能达到90℃。.

    如何在高原上不受限制地烹饪各种食物?

    我们知道低压导致沸点低,所以只要提高压力,温度就可以达到。科学家们想出了一种方法来密封罐子并增加罐子内的气压,尽管大气压力无法改变。

    于是,最早的压力锅应运而生。

    据记载,17世纪法国物理学家丹尼斯·帕潘发明的蒸汽锅(又称“帕潘”)被认为是最早的压力锅。

    在平原地区,高压锅也成为了大多数家庭必备的厨具。高压锅改变了多年来“慢炖”的烹调方式,让任何食物都能在短时间内煮沸,省时省力;并且利用它的密封功能,可以轻松完成一些需要保水的烹饪。

    如何控制锅内压力?

    传统压力锅的核心原理是有限密封。在一个大气压下,100℃时水蒸气的密度约为0.6kg/m3,小于水密度的千分之一。

    也就是说,当水被加热成水蒸气时,体积可以膨胀1000倍以上。在压力锅的封闭空间内,水体积膨胀的趋势受到限制,导致锅内压力升高。当压力增加时,水的沸点增加,这反过来又抑制了水的蒸发。最终形成“水分蒸发→压力升高→水沸点升高→水分蒸发抑制”的平衡。

    此时,只需设置一个排气孔,并添加一个重块作为限压阀来控制平衡(不控制的后果是爆炸)。

    当热量开始沸腾时,锅内压力增加,水的沸点升高。当锅内压力升高到一定程度时,重块被提起,释放出一定量的蒸汽(能量),锅内压力与重块重新平衡。

    只要计算出排气孔的大小和配重块的质量,就可以控制压力锅内的温度。但是只用重块来控制锅里的压力是非常危险的。

    当排气孔堵塞或有重物卡住时高压锅正确使用方法_百度学术,锅内可能会产生高压,有爆炸的危险。

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    那应该怎么办?

    为了消除这种风险,人们从电路保险丝中获得灵感,将“保险丝”装在压力锅上。在盖子上再开一个小孔,用低熔点金属合金塞住它,作为安全阀。

    当限压阀失灵,压力锅内温度升高到一定程度(一般不高于140℃)时,低熔点金属熔化或强度迅速下降,锅内压力从压力锅中释放出来。小孔避免爆炸。

    通过释放蒸汽来控制压力显然不是很聪明,至少不节能。

    新型压力锅采用断电减压的方式。

    一种是使用温度传感器和反馈电路。如果传感器检测到过热,则切断加热电源;

    比较先进的方式是用弹性结构来控制,最典型的设计就是中国科学家发明的蹲式结构。

    在倾斜结构中,当容器内的压力达到正常运行的设定值时,内锅在压力的作用下会产生轻微的向下位移,通过机械联动切断电源,停止升压。在容器中;当容器内的压力下降到另一个设定值时,内锅回到原来的位置,再次接通电源,容器内的压力再次上升。

    压力锅一次又一次的开关机,完成正常的烹饪过程。

    无论您使用哪种压力锅,一定要仔细阅读使用说明书,科学合理地使用。

    压力烹调的食物健康吗?

    压力烹饪如何影响食物的营养?在压力锅中烹饪食物可以减少烹饪食物所需的时间,从而减少对热敏感的营养物质的损失。

    发表在《食品科学杂志》上的一项研究发现,在高压锅中烹制西兰花可保留 90% 的维生素 C 含量,而传统煮法则为 66%。对菠菜和苋菜的相同研究得出了相同性质的结果。

    高压锅烹饪可以保护食物免受过多氧气的影响,这对于保存全谷物中有价值的抗氧化剂非常有用。

    国外研究发现,烹调会降低豆类的抗氧化能力。例如,绿豌豆在室温下煮90分钟后,氧自由基吸收能力(即抗氧化能力)损失44%。

    然而,在压力锅中烹饪豆子可以减少抗氧化特性的损失,同时保持相同的柔软度。比如绿豌豆高压煮15分钟后,对氧自由基的吸收能力不但没有下降,反而增加了,达到原来的224%。

    对于重要的营养素——不饱和脂肪酸的研究高压锅正确使用方法_百度学术,不同的科学家得出了不同的结果。芝加哥食品科学家 Kantha Shelke 博士认为,压力烹饪可显着降低不饱和脂肪酸的含量;中国农业大学营养研究室发现,压力烹调的肉中不饱和脂肪酸的保存率更高。

    最后,高压锅烹饪有利于消化。

    中国农业大学营养研究室发现,用高压锅煮山药、柳条、莲子、薏仁、红豆等比较硬的保健食材时,20分钟后这些食材的消化速度明显加快。高压力。因此,对于消化不良的人、老人、小孩等肠胃较弱的人来说,用高压锅做饭可以帮助消化,减轻肠胃的负担。

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