高壓鍋的故事

據考證，早年有一個叫約翰·艾文萊的英國人曾在1682年4月12日的日記里，提到他吃過一頓美味，那是丹尼斯·貝平先生用一種特殊的炊具烹調的，連骨頭都煮酥了。他所說的特殊的炊具，大約就是現在人們常用的高壓鍋，由于這種鍋煮沸時鍋內的壓力較高，也被稱為壓力鍋。不過，那個時代的高壓鍋做得不怎么安全，時常發生爆炸，因而盡管三百年前就有了，但人們實在犯不著冒著生命危險去品嘗由它制作的美味，所以也就一直沒有推廣開來。

想設計和制造安全的高壓鍋，首先要研究和了解“沸騰”這一物理現象。人類自從發明了陶釜(用陶器造的鍋)和銅鼎(用銅造的鍋)之后，沸騰這一現象幾乎天天遇到，人們熟視了幾千年，但是對這一現象的深入了解，還只是近二百年的事。起先，人們對溫度和熱量的概念是分不清的，只是模糊地知道“冷了”、“熱了”，但卻沒有一個定量的概念，直到1742年才有了攝氏溫度這樣的溫標。1760年，英國化學家布萊克開始注意到水在沸騰時，盡管繼續加熱，水的溫度卻保持不變，一直要等到水全部蒸發干了以后，鍋里的溫度才會繼續升高，水在沸騰時的溫度便稱為水的沸點。不斷外加的熱量使得處于沸點的水變為同一溫度的蒸汽，這種液體變為同一溫度的氣體的附加的熱量就稱為汽化潛熱。同樣，冰化為水時也需要吸收熱量。這種對潛熱的認識才使人們真正區分了溫度與熱量這兩個概念。

大約在1740年左右，瑞士氣象學家德呂克對沸騰現象產生了興趣。他在一篇文章中專門論述了水的沸點隨海拔高度的變化而改變的現象。之后，他又同他的兄弟花了五年時間在日內瓦附近的原始山地進行了不同海拔高度處水的沸點的測試，發現不同海拔高度的大氣氣壓也不同，因而水的沸點與大氣壓有著密切的關系。最后的結論是水的沸點隨著氣壓的升高而增高。經過后人進一步的精密測量，我們有了如下一張大氣壓與水的沸點關系的表格：

通常在海平面上的大氣壓為101，325pa，這時水的沸點是100℃；當海拔升高時，大氣壓隨之降低，如在海拔3，000米處，大氣壓只有70，000pa左右，這時水的沸點大約是90℃，這也就是說，在海拔3，000米的高原上鍋里的水溫最高達到90℃。我國青藏高原上平均海拔在4，000米以上，因而水的沸點低于90℃，這就是為什么在高原上煮飯不容易煮熟的道理。以前，在沒有高壓鍋的時候，你如果到青藏高原上藏民家里去做客，招待你最好的食物是烤牛肉、烤羊肉，而不是蒸、煮的食物。西北地區的特色食品中，大多是烤炙的，如烤全羊、烤羊肉串等等，大概就是當地氣壓較低而不容易煮熟的原因吧。

根據上面的討論可知，為了把水的沸點提高，就要將水的環境氣壓提高。人們雖然沒有辦法將大氣壓力加大，但總可以將鍋密閉起來，用加大鍋內局部壓力的辦法來提高水的環境氣壓。前面提到的17世紀英國人丹尼斯·貝平發明的特殊炊具大約就是利用這一原理來實現的。如果只是簡單地將水密閉起來加熱，水蒸汽產生后，內部氣壓增加，壓力達到一定的大小后密閉容器就會爆炸。因而高壓鍋的設計中一個關鍵問題是如何設計一個閥門來控制密閉容器內部的壓力，使得壓力達到一定值時閥門能自動放汽。這樣，密閉容器內部的壓力就能保持一個固定值，從而容器內的沸騰溫度也保持一定值。這就是現在高壓鍋的排汽閥的功能。排汽閥的構造其實很簡單，實際上是一個金屬重塊和一個適當面積的排汽孔。設金屬塊的重量為w，排汽孔的面積為S，則鍋內的氣壓被控制在P=W／S。當鍋內氣壓小于P時，排汽閥關閉，因為這時候重塊的重量大于氣體對它的總壓力，重塊將排汽孔堵死；反之，當鍋內氣壓大于P時，氣體對重塊的總壓力大于重塊的重量，排汽閥便打開放汽。于是高壓鍋內的氣壓便可以維持為P。我國現在通用的高壓鍋，P的值設定為兩個大氣壓左右，對應鍋內的水的沸點大約為120℃。

上面說的這種排汽閥的設計很簡單，但是它有一個很大的缺點，就是由于排汽孔很小，有時會被蒸汽沖上來的米?；蚨棺拥仁澄锼氯?，一旦發生這種情況，就相當于排汽孔的面積S減小了，這時控制氣壓P便會增大，高壓鍋就有爆炸的危險。為了使高壓鍋使用起來安全可靠，人們又發明了一種安全閥。它的原理是這樣的：一旦排汽孔被堵塞，鍋內的壓力便會升高，隨之而來的是鍋內溫度的升高。安全閥上安裝了一片在某一固定溫度上就會熔化的低熔點合金片，一旦溫度達到了它的熔點，安全閥就會適時放汽從而避免發生爆炸。由于有了排汽控制閥和安全閥這兩項發明，高壓鍋才真正安全了，所以直到上個世紀30年代才開始逐漸普及使用，在我國，高壓鍋的普及只是近30年的事。

高壓鍋不僅在日常生活中得到普及，在醫療衛生中的高壓高溫消毒、輕工業中的罐頭食品消毒等都是用同一原理制成了“高壓鍋”，只不過其控制壓力比普通的高壓鍋要高很多而已。發電廠的大型蒸汽鍋爐，也是一種高壓鍋，當然為了提高熱機的效率，它的控制壓力特別大，大約是240個大氣壓；蒸汽的溫度也特別高，通常能達到565℃左右，這是通常金屬材料不發生熱蠕變的上限。

高壓鍋是一種民用的高壓容器，所以從設計、用材以及加工工藝和產品質量的檢驗，國家都有嚴格的規定。只要是經過國家批準的合格廠家的產品，使用都是安全的。盡管如此，如果使用不當，也會造成不幸。懂得了高壓鍋的工作原理以后，如何正確使用高壓鍋的問題也就簡單了，一般只要注意以下幾點：

1．安全閥上的低熔點合金片，一定要采用合格的產品，更不能自行用其他金屬片代替；使用過程中金屬片靠鍋內側要注意不被食物堵塞，以免影響熱傳導。

2．排汽閥上的重塊不能增加重量，也不許用其他物體壓在上面，當閥門開始排汽時，還可以適當將火關小，這樣既安全又節省燃料。

3．排汽孔應保持通暢，不能隨意將其擴大或堵小。

4．鍋蓋上的密封圈，每次用過之后應當洗凈，每次使用之前最好用水泡濕；一旦發現密封圈的材質老化，有漏氣現象，必須及時更換，以免由于密封不嚴而從密封圈處發生沸水噴漏傷人的現象。

5．高壓鍋蒸煮食物后，一定要等溫度降低到100℃以下時才可以移去排汽閥，否則也會發生沸水從排汽閥向外噴出的事故，現在最新的高壓鍋都加了一個壓力自鎖裝置，鍋內壓力高于一定值時鍋蓋被鎖住，這樣又多了一道“保險”。

好了，如果你擁有的是一只合格的高壓鍋，又能注意安全操作，那么使用高壓鍋的確能帶給你不少好處：省事、省時、省燃料，還有美味佳肴，用它煮的米飯更香，蒸的饅頭更松軟，燉的排骨更酥更爛。如果你還善于鉆研，稍微花些心思妙用高壓鍋，你一定會比17世紀英國人約翰·艾文萊品嘗到更多更新奇的美味。(文章代碼：102112)

【責任編輯】李軍