正文节选自第21期《少年时·小物件 大科学》一书。未经小多童书（ID：xiaoduoui）授权不得转载。
人类需要压力锅
当外在的压力一定时，水的沸点也一定，即使用很高温度的火进行加热，它的温度也不会变化，而是发生剧烈的相变（汽化），将热量带走。
在海平面和大部分陆地地区的大气压力下，水的沸点稳定在 100℃附近，相差不大。或许是我们的大气圈决定了我们这个星球的生物特质，100℃可以杀死地球上绝大部分的细菌和病毒，让我们安全地享用各种食物。
当压力变化时，水的沸点也发生明显的变化。
水的这种沸点与压力对应的性质，为生活在高原的人们带来麻烦。当海拔3000m 时，大气压力约为 0.7atm，水的沸点仅为 90℃，锅里的水最高只能达到 90℃，对一些肉类、豆类等食物，根本就做不熟。
怎样才能在高原不受限制地煮熟各种美食？
我们知道，是压力低导致沸点低，那么只要能提高压力，就能使温度达标。科学家想到了办法，虽然无法改变大气压，却可以将锅封闭起来，提高锅内环境的气压。
于是，最早的压力锅就应运而生了。
据记载，17 世纪法国的物理学家丹尼斯·帕平（Denis Papin）发明的蒸气蒸煮器（也称作“帕平锅”）被认为是最早的压力锅。
而在平原地区，压力锅也成为大多数家庭必备的厨具。压力锅改变了多年来的“慢慢炖煮”的烹调方式，让任何食物都可以在短时间内煮烂，省时节能；而且利用它的密封特性，让一些需要保水的烹饪轻易就可以做到。
如何控制锅里的压力？
传统压力锅的核心原理是进行有限制地密封。在一个大气压力下，100℃的水蒸气密度约为 0.6kg/m3，不到水密度的千分之一。
也就是说，水加热变成水蒸气后体积能膨胀 1000 多倍。而在压力锅密闭的空间里，水体积膨胀的趋势受到限制，导致锅内的压力增大。压力增大后，水的沸点升高，反过来又抑制水的蒸发。最终会形成“水蒸发→压力增大→水沸点升高→抑制水蒸发”的一种平衡。
此时，只需设置一个排气孔，外加一个重物块作为限压阀，就能控制这个平衡（不控制的后果就是爆炸）。
一开始加热沸腾时，锅内的压力增大，水的沸点升高。当锅内的压力增大到一定程度时，重物块被顶起，释放一定的蒸气（能量），锅内的压力与重物块重新平衡。
只要计算好排气孔的大小和重物块的质量，就能控制压力锅内的温度。但仅使用重物块控制锅内的压力，是存在很大风险的。
当排气口被堵住或者重物块被卡住，锅内可能会产生很高的压力，有发生爆炸的危险。
那应该怎么办呢？
为了消除这个风险，人们从电路保险丝中受到启发，为压力锅安上了“保险丝”。在锅盖上另外开一个小孔，并用一种低熔点的金属合金堵住，作为安全阀。
当限压阀一旦失效，压力锅内的温度升高到一定的程度时（一般不高于140℃），低熔点金属融化或强度迅速降低，从此小孔内释放锅内的压力，避免爆炸的发生。
用释放蒸汽的方法来控制压力显然不是很智能，至少是不能节能。
新式的压力锅采用的是断电降压的方法。
一种是利用温度传感器和反馈电路，如果传感器检测到过热，加热电源就被切断；
而更先进的方式是利用弹性结构来控制，最典型的设计是由中国科学家发明的匚式结构。
在匚式结构中，当容器内压力达到正常工作的设定值时，内锅在压力作用下产生向下的微小位移，通过机械联动切断电源，以停止容器内压力上升；当容器内压力降低到另一设定值时，内锅回复到原有位置，电源也恢复接通，容器内压力再次升高。
压力锅就这样周而复始的通断电，完成正常的烹饪过程。
无论你使用哪种压力锅，一定要认真阅读使用说明书，科学合理地使用。
压力煮的食物健康吗？
高压烹调对食物的营养会有什么影响呢？压力锅烹饪食物可大大缩短时间，这就减少了那些对加热敏感的营养物质的损失。
发表在美国食品科学杂志（Journal of Food Science） 的一项研究发现，用压力锅煮西兰花能保留90％的维生素 C 的含量；与此相比，常规的水煮只保留 66％。用于菠菜和苋菜的相同研究也得到相同性质的结果。
高压锅烹调能避免食物接触过多氧气，对于保存粗粮中宝贵的抗氧化成分非常有利。
国外研究发现，蒸煮会让豆子的抗氧化能力有所下降，如绿豌豆常温下煮90分钟之后，氧自由基吸收能力（即抵抗氧化的能力）损失 44%。
然而，用高压锅来烹调豆子，在相同软烂程度下，都能减少抗氧化性的损失。比如绿豌豆高压煮 15 分钟后，氧自由基吸收能力不仅没有下降，反而有所提升，达到原来的 224%。
对于重要营养物质——不饱和脂肪酸的研究，不同的科学家却得出不同的结果，芝加哥的食品科学家康撒·沙尔克（Kantha Shelke）博士认为：压力烹饪使不饱和脂肪酸含量显著减少；而中国农业大学营养研究室则发现，高压锅烹肉中的不饱和脂肪酸的保存率更高。
最后，高压锅烹调有利消化。
中国农业大学营养研究室发现，用高压锅烹调山药、芡实、莲子、薏米及红小豆等比较硬的保健食材时，高压 20 分钟后，这几种食材的消化速度明显加快。因此，对于消化不良的人及老人、小孩等肠胃比较虚弱的人来说，用高压锅烹调能帮助消化，减轻肠胃负担。
