生活中的物理-从高压锅说起


茹自青
三百多年前,法国有个名叫丹尼斯•巴本的人,他是一个物理学家,也是一个医生,还是一个机械师。由于那时法国国王亨利四世对新教徒的迫害,巴本不得已逃往国外。在跋山涉水的路途中,他发现:在高山上煮马铃薯时,尽管锅里的水哗哗地沸腾,马铃薯还是煮不软。在帕斯卡由实验证实的“高山上的大气压比海平面低”的启示下,巴本猜想:液体的沸点是否随大气压的减小而降低呢?到了国外以后,他便从事这方面的研究工作。终于用实验证实了“液体的沸点随大气压强的减小而降低”的猜想。
巴本进一步想,若把倒过来,用人工加压的方法加大气压,那么水的沸点不就会升高了吗?1681年,巴本依据这个原理设计并制成了世界上第一个高压锅,当时人们把它叫做巴本锅。巴本锅有内外两层,内层里放要煮的食物,外层是密封的,锅盖更是经过严格选择的,以此控制外层锅里的气压。为了更加安全,锅的外围还特地加上了金属罩。
据说,巴本访问英国时,在英国国王查尔斯二世的要求下,曾作了一次表演,用巴本锅煮肉,不仅省,并且就连坚硬的骨头,也能煮得像奶酪一样松软。
当前,我国市场上出售的压力锅,工作压强约为1.3×105帕,水的沸点是124℃。用它来焖饭比用普通锅节约。在工厂里也要用高压锅炉,有些热电厂的中型锅炉内,压强高达40×105帕,水的沸点为249℃,用如此的高温高压蒸汽推动蒸汽轮机发电。
在懂得了巴本锅的原理以后,你能解释下列两则奇闻吗?
  一、当伦敦泰晤士河下的过河隧道竣工时,各界知名人士前来参加通车典礼,在隧道里还举行了庆祝酒会,会上大家一致觉得香槟酒的气不够,味不浓。可是,会后大家返回地面上时,一个个嘴里却不住地打嗝,觉得肚子胀。但是,当他们重新回到地下时,一切又恢复了正常。试问,人们的肚子是否真的出了什么毛病?
  二、1971年6月30日,苏联宇宙飞船“联合Ⅱ号”由返回地面时,突然宇航员和地面指挥中心失去了通话联系,幸亏飞船上有自动飞行控制设备,飞船才重新返回地面。意外的是三名宇航员全部死亡。经过对尸体的解剖化验,确定宇航员死于“血液沸腾症”。科学家又对飞船进行检查,发现密封舱壁上有漏气处。由于舱内空气在中迅速地泄漏,致使宇航员死于“血液沸腾症”。为了更加保险,从此以后,宇航员还得穿上“宇航服”,以免血液沸腾。试问飞船漏气以后,宇航员的血液为啥会沸腾?

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