水と圧力なべの相関とは？

料理に使うのは水が基本です。水というものは温度、気圧によって相そう変へん化か（温度の推移にともなって物質の状態が気体・液体・個体に変化すること）します）。たとえば、１ｋｇの０℃の〝氷〟から１ｋｇの１００℃の〝水〟にするまでに必須となる熱量を見積もってみましょう。まず、１ｋｇの０℃の〝氷〟を１ｋｇの０℃の〝水〟に融かすには、334kJ/kgの融解熱を加える必要があります。その後、０℃の水１㎏を加熱して１００℃にするには、4200J/（kg.℃） ×1 kg ×（100℃-0℃）＝420kJの熱量が必要で、これを顕熱といいます。したがって、トータルとして334kJ/kg＋420kJ＝754kJが求められることがわかります。

①さて、水は１気圧の下では１００℃で沸騰しますが、３０００ｍ級の山の上だと気圧は0.7気圧程度ですから１００℃より低い90℃で沸騰してしまいます。そこで圧力鍋の登場となるわけです。蓋をキッチリ締めて、中の空気を閉じ込めて加熱すると、「ボイル・シャルルの法則」から圧力は鍋の中の温度比に比例します。鍋の中の蒸気発生は無視して考えます。たとえば０℃は絶対温度では273+0＝273K（ケルビンと読む）、90℃では273+90＝363Kなので、温度比は３６３／２７３＝1.33倍です。そのため、山の上の気圧が0.7気圧であっても鍋の中は0.93気圧まで上がることになり、沸騰温度は約99℃まで上昇していきます。

地上１気圧で圧力鍋を使えば、温度比は373/273＝1.37なので、鍋の中は1.37気圧となり、沸騰する温度は約１１０℃となります。つまり、この変化によって高温で料理ができるのです。ただし、水分が蒸発して蒸気が鍋の中に出てくるとさらに鍋の中の圧力は上がるので、沸騰温度は１１０℃よりももうちょっと高くなります。そうすると、なおスピーディに炊けることになり、料理時間も短くなるというわけです。

水の相図とは！？【眠れなくなるほど面白い　図解　すごい物理の話】

出典：『眠れなくなるほど面白い　図解　すごい物理の話』著/望月修