文案:水的沸点是100℃。为什么广告上说水可以加热到125℃杀菌?
生土豆和高压锅的起源
伟大的法国科学家帕品,在他还在襁褓中的时候,曾经在山顶上煮过土豆,但是他无法理解。其实当时很多人都有类似的经历,所以不是在山上烤就是在山上煨,但是Papin写下来了!
后来,他有机会与伟大的化学家和物理学家波义耳一起工作。当他想起山顶上泥土的烹饪时,他问博伊尔。波义耳告诉他,是气压的原因,水的沸点会随着大气压的降低而降低。山顶的气压比平原低,所以沸点很简单!
玻意耳
这个Papin是DIY专家,他很快就想到了一个办法,保持气压,让水的沸点回归平原。他立即制作了一个特殊的高压锅,用螺钉夹紧并锁定到位,以防止蒸汽掀盖。经过几次烹饪实验,效果相当不错,他甚至在招待朋友的时候用这个高压锅烹饪,获得一致好评!
但可惜的是,帕品发明的高压锅在当时并没有引起重视。由于结构麻烦,使用不方便,只能作为实验室专用设备,甚至可能会爆炸,让大家对这个高压锅敬而远之。后来发明了泄压阀,但直到帕品去世近200年后,高压锅才被大家接受,并风靡全球!
然而,帕品一生为蒸汽动力、安全阀、离心泵做出了无数的贡献,却依然在贫困中度过一生,最后连墓碑都找不到!
超临界和超超临界锅炉
高压锅里的水在山上还是很快煮熟食物的,因为水产生的蒸汽被封闭在一个封闭的空间里,可以增加压力,然后水的沸点升高,甚至超过100℃。一般高压锅的大气压是40~80Kpa,一个大气压是100Kpa,那么高压锅里的压力大概是1.4 ~ 65433。
那么如果压强无限大,水的沸腾温度会一直上升吗?看起来是这样的结果,但是有一个条件,当压力为22.1MPa,温度达到374℃时,水变成了超临界水。此时,由于高温而膨胀的水的密度与被高压压缩的水蒸气的密度完全相同。这时候水的液态和气态就没有区别了!
两者完全融合,成为一种新的高温高压流体。这是卡纳德·德拉图尔男爵在1822年的实验中发现的超临界流体的神奇特性。现在超临界状态有很多应用,比如二氧化碳的超临界萃取,因为二氧化碳的超临界温度只有31.1摄氏度,压力只需要72.8个标准大气压。
因此,用二氧化碳超临界萃取咖啡豆中的咖啡因或植物精油可以在低温下操作,而高温不会影响萃取物的化学性质,因此二氧化碳超临界萃取的应用非常方便。
超超临界机组
上面刚刚提到,当水的温度在22.1MPa达到374℃时,就变成了超临界状态,但是这个温度没有上限。因此,在这个封闭的压力容器中,压力可以持续到无法承受。一般把炉内的工作介质压力称为亚临界锅炉,高于这个压力就达到了超临界锅炉的水平。如果炉内蒸汽温度高于593℃或蒸汽压力不低于36544。
所以理论上来说,某品牌矿泉水是125℃高温杀菌的。其实也没什么不好。只要压力够大,什么都做不了。125℃大概2个大气压,还是很容易实现的!很多普通高压锅都可以达到这个压力,但是用这个作为宣传卖点好像是标题党,也算是完美的复制吧!
人类文明史就是烧开水的历史。
说到开水,其实整个文明史就是一部开水史!过去,我们经常烧水做饭。后来科学家发明了蒸汽机,沸腾的蒸汽推动活塞输出动力。后来出现了蒸汽轮机,烧水的方式从柴火变成了煤和天然气!
后来人类发现了核裂变。虽然最早是用来制造原子弹的,但是后来发现核裂变释放的大量热量可以用来烧水驱动汽轮机,于是就出现了核电站!核电站的能量极其巨大,地球上的铀矿完全可以满足人类文明的发展,但遗憾的是核裂变有大量的辐射,废料非常难以处理!
所以现在科学家在研究核聚变,听起来很高大上,但最后还是用来烧水驱动汽轮机。似乎人类文明一直都是学会烧水的。什么时候才能脱离这个开水时代?估计只有这样文明才能上一层楼!