论如何用一道物理应用题劝退准备入坑烹饪的小白。

问:现有一口普通高压锅,其安全阀限定压力为80KPa,锅体与锅盖结合处在1.25倍限定压力下发生屈服,假设高压锅可容纳7L空气。求高压锅发生爆炸时,750g的锅盖能被炸飞的最大高度。

想刷“小朋友你是否有许多问号”的朋友可以不必了,这确实不是任何物理考试的真题,只是我从资料里找来的一个案例。经计算,这样一次高压锅爆炸能释放1685 J,锅盖升天可达229米。

reddit上关于高压锅爆炸的经典图

谁没被高压锅的威力惊吓过?你说没有?放心,看完本文就会有了。

作为新一代互联网文化发源地,且以娱乐八卦文化为代表的豆瓣,存在一个名为“高压锅爆炸”小组,里面有不少类似“没想到小组真的……是讨论高压锅的啊”的疑问。

炸了的感慨“终于在这个组抬起了头”,“厨房顶上那钉着的鸡骨”……

没炸的带着期盼问“有多少人是进组后发生爆炸的?” 还有惭愧自己进组以来没有贡献,带了2斤排骨准备去朋友家“谋炸”的。(以上行为请勿模仿)

这也应了那句话“烹饪是门艺术,艺术就是爆炸”

爆炸问题从高压锅诞生之日起至今都从未跌出过热榜。1682年英国人埃文莱吃到了法国人帕平用一种特殊锅具做的炖排骨,他感叹“哎,真香!”,只是不知道自己亲手做会不会被炸飞。

帕平最早发明了高压锅,早年因为安全性的问题没有作为一种厨具推广开来。后来加上了压力阀可以释放过多的蒸汽,帕平观察压力阀的进行有规律的上下运动,构思出了活塞和气缸发动机。

史蒂芬森蒸汽发动机

英国人托马斯·萨维里独立于帕平发明了第一个蒸汽动力装置,也需要用到高压的蒸汽锅炉。所以有人认为蒸汽机只是高压锅的附属发明,是工业革命真正的种子。

300多年过去了,高压锅是否还“老当益壮”?下面请看案例分享。

2019年2月23日华商晨报报道,沈阳市铁西区某小区一户突然发生爆炸,高压锅盖从4楼窗口飞出,落在马路中间。使用高压锅的一位90岁高龄的老人,正在用高压锅做大酱,爆炸摧毁了煤气炉和油烟机,所幸没有人员受伤。

广州某三甲医院外科医生正准备下班,突然接到紧急手术的通知。一位汤女士因高压锅爆炸受伤严重,颌骨多发性骨折、锁骨骨折,右脸大范围挫裂伤。

事发时,汤女士正在用高压锅熬粥,她判断已经熬好了,就用湿毛巾盖在高压锅的排气孔上,避免高温蒸汽烫伤自己,结果却锅盖无法转动打开,她猛地一用力就发生了爆炸。

最匪夷所思的一个案例发生广西桂林,蒋先生和工友在工地附近的民房里用老式高压锅做饭,可能是压力阀丢失或者故障,工友鬼使神差地用筷子插入堵住了排气口,晚上7点多,高压锅发生了爆炸,蒋先生被严重炸伤,三分之一的右脸缺失,多处粉碎性骨折,当场血肉模糊。

YouTube频道The Destroyer的高压锅爆炸测试

其实还有很多类似的案例,严重甚至能导致死亡。几百年了,高压锅就没有为安全作出改进吗?当然有,不讨论电子控制的电压力锅,就最传统的燃气压力锅来说,至少有3重安全保护。

第一是排气阀,也就是锅盖正中央的那个很吵闹的结构,当高压锅内部压力增加,水汽就会从排气孔喷出,排气阀的作用就控制锅内压力,维持在安全的氛围内。锅内压力大时,排气阀被顶起,释放部分水汽,压力下降后排气阀在重力的作用下重新封闭排气口,就这么一直循环往复做简单枯燥的上下运动,过程中还会发出吵闹的声响。

有些人可能会觉得声响太大,用湿抹布覆盖或用重物压迫,这种行为其实就是在造炸弹。

除了排气阀之外,一般高压锅还会配有安全阀,同样也会在锅内压力过高时起作用,只不过压力阈值会比排气阀设定得更高一些。

第三重安全防护是易熔片,它对压力没反应,但对温度比较敏感,材质是一种熔点较低的合金。

当排气阀和安全阀都失效,高压锅内部压力持续增大,温度也会同时升高,导致易熔片融化,最后释放压力。

这种情况就是安全阀或易熔片起作用后泄压

我们已经为高压锅的安全作出了这么多努力,为什么高压锅安全事故还是如此高发呢?有两大原因,不规范使用和超龄服役。

如果有留意各种高压锅爆炸的事故新闻,你可能会发现一个规律,当事人一般会用高压锅煮粥、红豆、绿豆、黄豆、大酱等具有一定流动性,吸水会膨胀的食物,它们特别容易在沸腾时被带进排气孔造成堵塞。

同理,锅内食物过多也是最容易出现的危险情况,一般原则上食物量不能超过高压锅最大容量的五分之四,具体参考高压锅厂商给出的使用规范,也有建议不超过三分之二的。

至于超龄使用问题,我相信绝大多数人根本没有意识到高压锅还有使用寿命的问题,因为常见的厨具都是耐用品,没有损坏就可以当传家宝。

高压锅的使用寿命在8年左右(以每天使用1小时算),超过年限的高压锅可能会因为金属疲劳等问题带来隐患,但现实情况是家里有一口比孩子岁数还大的高压锅是非常普遍的。

你家的高压锅“成年”了吗?

无视使用规范,易熔片没有定期更换,超龄使用,这些不良的使用习惯导致高压锅易爆炸的坏名声,也可能带来烫伤的危险。我们知道液体的沸点随着环境压力的增大而变高,高压锅在正常工作的情况下,内部的压力可以达到2个大气压(约200KPa),此时水的沸点提高到120°C左右,从而缩短烹饪的时间。

但是相反,如果环境压力骤降,那么液体的沸点降低,就有可能出现爆沸的现象。有些老式的高压锅没有压力锁定的装置,如果此时烹饪小白们心急,直接打开锅盖,120°C的液体爆沸涌出,那威力也不是开玩笑的。

现在,你是不是对高压锅有那么一点惊吓感了?有没有想着远离这种“反人类”的东西?那我会告诉你,你这辈子是不可能和高压锅绝缘的,在工业界高压锅还有个别名叫“锅炉”。

你用的电,不管是火电还是核电,本质都是高压锅烧水,北方的同学冬天用的市政供暖也需要高压锅烧水。

在工业锅炉面前,家用高压锅只能算是蝼蚁,最低等级的低压锅炉工作压力都是以MPa为单位的(1MPa=1000KPa),往上还有中压、高压、超高压锅炉,亚临界锅炉,超临界锅炉,最高压力可以达到240个大气压,温度达到565°C,再往上绝大多数金属都会发生高温蠕变,导致……爆炸!

2012年河南信阳某公司锅炉发生爆炸,20吨的锅体飞出厂区80米击穿了一栋2层居民楼,将一人压在废墟下

锅炉爆炸有多可怕?这么说吧,有一种衡量锅炉爆炸威力的方法叫做TNT当量法,一个水容量26立方米的低压锅炉,爆炸时的威力相当于573千克的TNT炸药,以爆炸点为圆心,直径31.4米的球形空间内的人员都会受到严重烫伤。

但是,话又说回来,高压锅给人类带来的贡献是远远大于它的危险的。不管是高压锅还是工业锅炉,爆炸一定是由错误引发的,与其恐惧不如好好了解它的原理和构造。

剁手买了高压锅之后起码认真读一读说明书,或者拿出手机搜索一下SME的文章再使用。家里那些已经“成年”了的高压锅也劝劝父母换新吧,毕竟高压锅也盘不出包浆来。

当你知道了高压锅的传奇身世后,希望你会感慨“我正在用人类工业的本体做饭”,而不是“我在陪手榴弹玩火”。总之,千万不要用一场爆炸来“庆祝”自己入坑烹饪,有时候劝退才是最大的安全措施。

一个彩蛋:恐怖分子会在普通高压锅内填充炸药和破片弹丸,制成简易的大号手雷,效果就是我们首图Gif展示出来的样子啦。

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Denis Papin. Wikipedia. 27 January 2020, at 23:34 (UTC).

用高压锅做大酱爆炸,家里炸这样,威力有多大? 华商晨报, 2019-02-23.

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