茶杯里的风暴 · 第三节
《茶杯里的风暴》第三节
作者先描述了爆玉米花的过程:玉米粒胚乳中的水受热变成蒸汽,在种皮这个"迷你高压锅"里使气压升至标准大气压的10倍,淀粉被烹成凝胶;种皮破裂后凝胶暴露于外界压强……
作者先描述了爆玉米花的过程:玉米粒胚乳中的水受热变成蒸汽,在种皮这个"迷你高压锅"里使气压升至标准大气压的10倍,淀粉被烹成凝胶;种皮破裂后凝胶暴露于外界压强,爆炸性膨胀成蓬松的白色泡沫。种皮破损或水分不足的玉米粒则不会爆开。
接着作者转入气体定律:尽管每立方厘米空气中有约3×10¹⁹个分子、每秒碰撞10亿次,问题极其复杂,但1662年波义耳和胡克发现压强与体积成反比,一个世纪后查理发现体积与温度成正比。
随后以抹香鲸深潜为例说明压强的作用:下潜时水压使肺部缩小,10米深处体积减半,1千米深处缩至百分之一,压强相应增至100倍,氧气和氮气会溶入血液,上浮时形成气泡致减压病;因此抹香鲸下潜后关闭肺泡,改用血红蛋白(浓度为人类2倍)和肌红蛋白(10倍)储存的氧供能。作者指出,无数分子的复杂运动经统计处理后只需两个参数:分子速度范围和碰撞容器壁的平均次数。
最后作者记述在烘焙学校学做福卡恰:老师亚当称做面包需要空气,但面团里其实只有酵母发酵产生的二氧化碳气泡。二氧化碳分子不断碰撞富含谷蛋白的气泡壁产生推力,气泡逐渐膨胀至内外气压平衡,面团因此"长高";烘焙师和物理学家一样,只关心统计结果而非单个分子的速度。