Denis Papin erfand den Schnellkochtopf im Jahr 1679, und als Physiker sollte es nicht überraschen, dass er die Gesetze der Physik benutzte, um ihn zu erschaffen. Um den Schnellkochtopf und seine Funktionsweise zu verstehen, muss man das sogenannte Prinzip kennen Ideales Gasgesetz.
Das ist die Formel – PV = nRT.
Lassen Sie uns nun tief in eine Erklärung eintauchen, die Sie verstehen werden …
PV = nRT Erklärt!
Wir haben dieses Diagramm zusammengestellt, um die Dinge verständlicher zu machen, bevor wir in die Gleichung einsteigen:
P =Druckv =Volumenn =Menge der SubstanzR =Ideale GaskonstanteT =Temperatur
Der Ideales Gasgesetz nimmt Druck (P) mal Volumen (V) gleich dem Stoffmenge (n) und das ideale Gaskonstante (R) multipliziert mit Temperatur (T). Wie bezieht sich diese Gleichung auf Schnellkochtöpfe? Schnellkochtöpfe sind halbgeschlossene Geräte, weshalb das Gesetz des idealen Gases funktioniert. Das ideale Gasgesetz besagt, dass bei steigendem Druck die Temperatur steigt.
Schnellkochtöpfe halten das Volumen konstant und folgen den Prinzipien des idealen Gasgesetzes.
Nachdem wir uns nun das Gesetz als Ganzes angesehen haben, sollten wir verstehen, was in die Gleichung eingeht, wenn es um Schnellkochtöpfe geht. Tatsächlich spielen Volumen, Stoffmenge und die ideale Gaskonstante beim Schnellkochtopf keine große Rolle, da die Variablen konstant bleiben. Beispielsweise bleibt das Wasser gleich und das Volumen ändert sich nicht.
Die Schnellkochtopf-Gleichung sieht eher so aus: – P = T
Sie sollten beachten, dass, wenn eine Seite der Gleichung steigt, die andere Seite ebenfalls steigt. Bisher haben wir das Beispiel verwendet, dass bei steigendem Druck die Temperatur steigt. Es funktioniert jedoch auch andersherum. Wenn die Temperatur steigt, steigt auch der Druck. Was du der einen Seite antust, musst du auch der anderen antun.
Das ideale Gasgesetz gilt in einem Schnellkochtopf, da der Dampf nicht aus dem Gerät entweichen kann und den Druck im Behälter erhöht. Wenn der Druck steigt, steigen die Temperatur des Wassers und des Dampfes auf den normalen Siedepunkt von 212 Grad Fahrenheit.
Temperatur und Druck steigen im Behälter weiter an, bis der gewünschte Druck erreicht ist, normalerweise 15 PSI, was für eine konstante Kochtemperatur über alle Variablen hinweg sorgt. Sobald er 15 PSI erreicht, tritt der Dampf aus den Sicherheitsventilen aus, um Druck abzulassen und Explosionen zu verhindern. Sie möchten die Hitze auf 15 PSI herunterdrehen, oder die Temperatur steigt weiter an, bis sich zu viel Druck aufbaut und das Gerät explodiert. Selbst mit den Sicherheitsventilen – die eine wesentliche Rolle spielen – können sie nur begrenzt Dampf ablassen. Moderne Schnellkochtöpfe haben normalerweise 10 oder mehr Sicherheitsfunktionen.
Das Essen kocht in einem Schnellkochtopf aufgrund eines anderen Gesetzes, das als bekannt ist, schneller Gesetz von Gay-Lussac. Das Gay-Lussac-Gesetz besagt, dass sich das Wasser beim Aufheizen des Kochers in Dampf verwandelt, der dem Druck im Inneren nicht entkommen kann. Der Druck und die Temperatur bauen sich weiter auf, bis sie den normalen Siedepunkt von Wasser bei 212 Grad Fahrenheit überschreiten. Sobald es das überschreitet, kocht die Reibung im Inneren das Essen schneller. Die Luft kann sich aufgrund des festen Volumens im Inneren nicht ausdehnen.
Aufgrund der hohen Temperatur und des hohen Drucks im Herd garen Speisen 30 Prozent schneller und verbrauchen dabei 50 bis 75 Prozent weniger Energie. Je höher der Druck, desto kürzer die Garzeit.
Als Nebenbemerkung: Wenn Sie eine schnellere Kochzeit wünschen, wählen Sie einen Aluminium-Schnellkochtopf, der bis zu 20 Prozent schneller kocht als Edelstahl, da die Wärme schneller durch das Metall absorbiert wird. Während Aluminium schneller kocht, lässt sich Edelstahl leichter reinigen. Wählen Sie basierend auf dem, was Sie mehr schätzen.
Schnellkochtöpfe folgen denselben Phänomenen wie das Kochen in höheren Lagen. Je höher Sie über dem Meeresspiegel liegen, desto mehr nimmt der Luftdruck ab. Wasser kocht bei niedrigeren Temperaturen schneller, wenn es näher am Meeresspiegel liegt. Bei welcher Temperatur Wasser kocht, hängt vom umgebenden Luftdruck ab. Dies erklärt, warum das Wasser in einem normalen Topf bei normaler Höhe bei 212 Grad Fahrenheit kocht.
Im Gegensatz zum Inneren eines Schnellkochtopfs kocht Wasser erst bei 250 Grad Fahrenheit. Doch während das Essen in den Bergen langsamer kocht, kocht es in einem Schnellkochtopf schneller. Durch den halbversiegelten Behälter gart das Essen schneller. Der Dampf kann nicht aus dem Gefäß entweichen und erwärmt sich schneller. Viele Menschen in den Bergen verwenden Schnellkochtöpfe.
In den Bergen kann es beispielsweise schwieriger sein, Kartoffeln durchzugaren. Wenn Sie vorhaben, irgendwo in die Berge zu gehen, nehmen Sie nach Möglichkeit einen mit.
Wir haben viel über Druck gesprochen, aber es kann nützlich sein, ihn wissenschaftlich zu definieren. Mit steigender Temperatur im Schnellkochtopf entsteht mehr Energie in den Wasserdampfmolekülen. Dadurch prallen die Moleküle aneinander und an den Gefäßwänden ab.
Wie viel Kraft auf die Wände des Schnellkochtopfes auftrifft, gibt Ihnen die Definition von Druck zugrunde die kinetische Theorie der Gase. Ein einfaches Modell, das das Verhalten von Gasen untersucht, war der Beginn der Wissenschaft der Thermodynamik. Der Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik erklärt, warum Lebensmittel im Schnellkochtopf garen. Die heiße Luft im Inneren des Behälters strömt an den Speisen vorbei und gart diese.
Da der Schnellkochtopf nur teilweise versiegelt ist, geht etwas Wärme verloren, aber nicht so viel wie bei einem normalen Topf. Der höhere Druck im Inneren prallt auch von den Speisen ab und beschleunigt den Garvorgang. Das Essen im Behälter kocht durch einen Prozess, der als bekannt ist Konvektion. Konvektion bedeutet Wärmeübertragung durch die Bewegung von Gasen und Flüssigkeiten.
Der Deckel verschließt den Schnellkochtopf fest und die Dichtung dichtet den Dampf im Kochtopf ab. Bei steigenden Temperaturen kann der Dampf nicht entweichen und steigt mit den Temperaturen nach dem idealen Gasgesetz. Ohne die Dichtung kocht der Deckel das Wasser schneller, wie Sie wahrscheinlich beim Kochen bemerkt haben. Die Dichtung dichtet den Dampf ab, sodass er schneller kocht.
Man könnte sagen, dass der Druck im Topf nur ein Nebeneffekt des Einschließens der Gase im Behälter ist. Der größte Vorteil ergibt sich aus höheren Gartemperaturen aufgrund des im Inneren eingeschlossenen Dampfes Dampfkochtopf. Dieses Gerät zwingt buchstäblich Hitze in das Essen.
Gase schrumpfen und dehnen sich ständig aus, egal ob im Schnellkochtopf oder beim Backen im Ofen. Die Gase haben ein unabhängiges Verhalten, und dieses Gesetz zeigt Ihnen, wie sich Gase bei unterschiedlichen Drücken, Temperaturen und Volumina verhalten.
Das Größte, was Köche tun können, wenn sie das ideale Gasgesetz kennen, ist der Vergleich der verschiedenen Situationen, die auftreten können. Haben Sie zum Beispiel schon einmal eine Blase in Ihrem Brotteig gesehen? Durch das Verständnis des idealen Gasgesetzes wissen Sie, dass Sie Gas in Ihrem Brotteig haben. Die Moleküle bleiben konstant und das Gas bleibt konstant.
Eine andere zu verstehende Sache ist, dass sich die Blase bei steigender Temperatur aufgrund des erhöhten Drucks weiter ausdehnt – was auf der einen Seite der Gleichung passiert, muss auf der anderen Seite passieren. Wenn Sie dies wissen, wissen Sie, wie Sie Blasen reduzieren können. Halten Sie die Temperatur so niedrig wie möglich, um die Bildung von Luftblasen zu vermeiden. Die meisten Köche hätten nie gedacht, dass Physik für ihren Beruf Anwendung finden könnte.
Nach welchem Prinzip arbeitet ein Schnellkochtopf? Schnellkochtöpfe fangen Wasserdampf auf, um Lebensmittel schneller zu garen. Der Druck steigt innerhalb des verschlossenen Behälters aufgrund eines physikalischen Gesetzes, das als bekannt ist Ideales Gasgesetz. Wenn die Temperatur ansteigt, steigt der Druck durch den Aufbau von Dampf.
Verwendet ein Schnellkochtopf das Gesetz von Boyle? In geringerem Maße beeinflusst das Gesetz von Boyle den Schnellkochtopf, jedoch nicht direkt. Dieses Gesetz lässt Flüssigkeiten aufgrund des höheren Drucks im Schnellkochtopf über ihren normalen Siedepunkt hinaus erhitzen.
Welches Gesetz erklärt die Mechanismen eines Schnellkochtopfs? Das Gesetz von Gay-Lussac regelt die Mechanismen eines Schnellkochtopfs. Wenn die Temperatur innerhalb des Geräts ansteigt, steigt der Druck damit an. Ob Sie die Temperatur addieren oder subtrahieren, der Druck folgt ihr oder umgekehrt.
Was ist das Gasdruckgesetz? Anstelle eines einzigen Gesetzes gibt es vier Hauptgesetze, die die Gasdruckgesetze bestimmen. Dazu gehören das Gesetz von Gay-Lussac, das Gesetz von Charles, das Gesetz von Boyle und das Gesetz von Avogadro.
Das wichtigste Gasgesetz, das den Schnellkochtopf beeinflusst, ist das ideale Gasgesetz, aber mehrere Gasgesetze beeinflussen es auf einer gewissen Ebene. Manchmal wurde auch das ideale Gasgesetz genannt Perfektes Gasgesetz. Neben Schnellkochtöpfen sind einige der anderen Bereiche, in denen es gilt, Airbag-Auslösung, Gerätetauchen und die menschliche Lunge. Anhand einer einfachen Gleichung demonstrieren uns Physiker das Verhalten von Gasen. Das Verständnis der Gasgesetze hinter dem Schnellkochtopf und seiner Funktionsweise macht das Gerät interessanter.
Eintopf-Kochsteine
Ressource: Chemie Gott
Danke für die Videomusik – Ben Sound