Номер 42.14, страница 159 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 42. Испарение и конденсация. Кипение. Глава 6. Тепловые явления - номер 42.14, страница 159.

42.14 [н] В герметически закрытой посуде (скороварке) пища готовится быстрее. Объясните причину этого эффекта. Для чего в конструкции скороварки предусмотрен клапан?

Решение

Объясните причину этого эффекта

Скорость приготовления пищи напрямую зависит от температуры: чем выше температура, тем быстрее протекают химические реакции, составляющие процесс приготовления. В обычной открытой кастрюле вода при нормальном атмосферном давлении кипит при температуре около $100^\circ\text{C}$. Пока вся вода не выкипит, температура кипящей воды и пара над ней не может подняться выше этой отметки.

Скороварка — это герметично закрытая посуда. При нагревании находящаяся в ней вода испаряется, но образующийся пар не может покинуть замкнутый объем. Вследствие этого давление внутри скороварки растет и становится значительно выше атмосферного.

Температура кипения любой жидкости зависит от внешнего давления. С увеличением давления температура кипения также возрастает. Таким образом, в скороварке вода кипит при более высокой температуре, чем $100^\circ\text{C}$, обычно достигающей $115-120^\circ\text{C}$.

Приготовление пищи при такой повышенной температуре существенно ускоряет процесс.

Ответ: Пища в скороварке готовится быстрее, потому что из-за герметичности внутри создается повышенное давление. Это приводит к увеличению температуры кипения воды выше $100^\circ\text{C}$, что значительно ускоряет химические процессы приготовления еды.

Для чего в конструкции скороварки предусмотрен клапан?

Клапан в конструкции скороварки выполняет две основные функции: регулирующую и предохранительную.

Регулирующая функция: клапан откалиброван так, чтобы поддерживать внутри скороварки постоянное рабочее давление. Когда давление достигает заданного уровня, клапан автоматически открывается и выпускает излишки пара. Это позволяет поддерживать стабильно высокую температуру на протяжении всего времени приготовления.

Предохранительная функция: это важнейшая функция для обеспечения безопасности. Если давление внутри скороварки по какой-либо причине (например, из-за засорения или чрезмерного нагрева) начнет расти до опасных значений, клапан сработает как аварийный, сбросив давление и предотвратив тем самым возможный взрыв посуды.

Ответ: Клапан необходим для регулирования и поддержания постоянного высокого давления (и, следовательно, температуры) внутри скороварки, а также для обеспечения безопасности путем стравливания избыточного пара при достижении критического давления.