بررسی مسائل زودپز فیزیک دهم

 

سوت زودپز فیزیک دهم

چرا توی زودپز گوشت 40 دقیقه‌ای می‌پزد ولی توی قابلمه معمولی دو الی سه ساعت طول می‌کشد؟

جواب این سوال به فیزیک مربوطه و  اینه که در شرایط داخل قابلمه آب مثلا در 100 درج به جوش  میاد و هرچه شعله گاز را زیاد کنیمدما بیشتر از این بالا نمیرود!!! اما از فیزیک دهم میدانیم که هرچی فشار بیشتر بشود، نقطه‌ی جوش بالاتر میرود!! یعنی داخل زودپز به جای آنکه آب در 100 درجه جوش بیاید اینبار در 120 درجه به جوش  می آید!!!

در واقع  توی زودپز که دربش کاملاً بسته‌ست، بخار آب راه فرار نداره. پس هرچی حرارت می‌دی، بخار بیشتر می‌شه و فشار داخل ظرف می‌ره بالا. وقتی فشار رفت بالا، نقطه‌ی جوش آب از ۱۰۰ درجه می‌ره به ۱۲۰ درجه. یعنی داری غذا رو با دمای ۱۲۰ درجه می‌پزی به جای ۱۰۰ درجه. همین یعنی پخت سریع‌تر!!!!!!!!!

به زبون دیگه وقتی زودپز رو روشن میکنیم، آب داخلش گرم میشود و به بخار تبدیل میشود و بخار زیاد، فشار داخل قابلمه رو خیلی بالا میبرد  و دمای جوش آب بیشتر میشود غذا زودتر میپزد. حالا سوت (وزنه کوچیک روی در) به اندازه­ای سنگین است که تا فشار به حد مشخصی نرسیده، بالا نمیرود حالا وقتی فشار خیلی زیاد شد، بخار، سوت رو به بالا هل میدهد و بخار اضافی از زیرش فرار میکند (و صدای سوت رو میشنویم) تا فشار کم بشود. بعد از فرار بخار، سوت دوباره میافته پایین و ارتباط با بیرون بسته میشه و اگر فشار داخل زیاد شود، قابلمه ممکنه منفجر شود! و سوت جلوی این اتفاق رو میگیرد
این سیستم بر اساس فشار گازها و تعادل نیروها از درس فیزیک ما طراحی شده

حالا این سوت که می‌زنه چیه؟

اون وزنه‌ای که روی درب زودپزه، نقش یه دریچه‌ی کنترل رو داره. وقتی فشار داخل از یه حدی بالاتر می‌ره، بخار اونقدر قدرت پیدا می‌کنه که وزنه رو بلند می‌کنه و از زیرش فرار می‌کنه. همین فرار کردن بخار از اون روزنه‌ی ریز، صدای سوت رو درست می‌کنه.

این سوت یعنی چی؟
یعنی بهت می‌گه: «سلام! فشار به حد مطلوب رسیده. حالا شعله رو بذار روی کمترین درجه که فشار همینجا بمونه و زیادی بخار نره بیرون.» اگه شعله رو کم نکنی، بخار زیادی هدر می‌ره و غذا خشک می‌شه.

قدم‌به‌قدم حل یه مسئله‌ی فیزیکی از کتابتون

بیا یه مثال کتابی رو با هم حل کنیم. فرض کن روزنه‌ای که بخار ازش خارج می‌شه، مساحت خیلی کوچیکی داره: ۴ میلی‌متر مربع. می‌خوایم وزن وزنه‌ای رو حساب کنیم که فشار داخل رو روی ۲ اتمسفر نگه داره، در حالی که فشار بیرون ۱ اتمسفر هست.

گام اول: اختلاف فشار رو پیدا کن
وزنه فقط باید فشار اضافه‌ای که داخل زودپزه رو خنثی کنه.
فشار اضافی = فشار داخل - فشار بیرون = ۲ - ۱ = ۱ اتمسفر

گام دوم: یه کم واحدها رو عوض کن تا عددها قشنگ بشن

  • ۱ اتمسفر یعنی ۱۰۱,۰۰۰ پاسکال (پاسکال همون نیوتن بر مترمربعه).

  • مساحت روزنه که ۴ میلی‌متر مربعه رو به متر مربع تبدیل می‌کنیم:
    هر ۱ میلی‌متر مربع = ۰.۰۰۰۰۰۱ متر مربع (یا به زبان علمی ۱۰⁻⁶).
    پس ۴ میلی‌متر مربع می‌شه ۰.۰۰۰۰۰۴ متر مربع.

گام سوم: نیرویی که بخار به وزنه وارد می‌کنه رو حساب کن
فرمول ساده‌ست: نیرو = فشار × مساحت
نیرو = ۱۰۱,۰۰۰ × ۰.۰۰۰۰۰۴ = ۰.۴ نیوتن
یعنی بخار با نیروی ۰.۴ نیوتن به وزنه فشار میاره که بلندش کنه.

گام چهارم: جرم وزنه رو پیدا کن
وزنه با وزن خودش جلوی بخار رو می‌گیره. وزن یعنی جرم × شتاب گرانش (همون mg که ۱۰ متر بر مجذور ثانیه در نظر می‌گیریم).
پس:
جرم × ۱۰ = ۰.۴
جرم = ۰.۴ ÷ ۱۰ = ۰.۰۴ کیلوگرم
که می‌شه ۴۰ گرم.

یعنی یه وزنه‌ی ۴۰ گرمی به راحتی می‌تونه فشار ۲ اتمسفر رو توی زودپز کنترل کنه! جالبه، نه؟

اگه زودپز سوت نزد، چه خبره؟

این یعنی یه جای کار می‌لنگه و می‌تونه خطرناک باشه. سه تا دلیل بیشتر نداره:

۱. سوراخ سوپاپ گرفته: یه ذره‌ی ریز غذا یا رسوب چسبیده توی سوراخ و بخار نمی‌تونه بیاد بیرون. با یه سوزن یا مسواک تمیزش کن.

۲. واشر لاستیکی خرابه: اون کش لاستیکی دور درب، کارش آب‌بندی‌ست. اگه ترک خورده یا خشک شده، بخار از لبه‌های درب فرار می‌کنه و فشار به حد سوت نمی‌رسه. باید عوضش کنی.

۳. درب خوب بسته نشده: ممکنه درب رو کج بسته باشی یا کامل قفل نکرده باشی. دوباره باز و بسته کن.

بهترین دبیران فیزیک دهم

خلاصه‌: 

  • زودپز با بالابردن فشار، نقطه‌ی جوش رو می‌بره بالا و دمای پخت رو زیاد می‌کنه.

  • سوت یعنی فشار به حد ایده‌ال رسیده؛ شعله رو کم کن.

  • اگه سوت نزد، یا مسیر گرفته، یا واشر خرابه، یا درب خوب نبسته.

  • توی محاسبات، همیشه اول اختلاف فشار رو حساب کن، بعد واحدها رو به پاسکال و متر مربع تبدیل کن، بعد نیرو رو از F = P × A بگیر و نهایتاً جرم رو از m = F ÷ g پیدا کن.


دیدگاه شما

درباره ما

آکادمی فیزیک باباخانی، حاصل بیش از دو دهه تجربه و تخصص مهندس مهدی باباخانی، یکی از برترین مدرسان و نویسندگان درس فیزیک در ایران، است. ماموریت ما، ارائه‌ی آموزشی نوین، هدفمند و نتیجه‌محور برای داوطلبان کنکور و دانش‌آموزان مقاطع مختلف، با تکیه بر روشی منحصربه‌فرد است که توسط استاد باباخانی ابداع و تکامل یافته است.

کلیه حقوق متعلق به آکادمی فیزیک باباخانی میباشد.