Hogyan működik a kukta?

Mindenki hallott a kuktafazékról, sokan használják is, de vajon milyen fizikai törvényekkel magyarázható a működése?

A víz légköri nyomáson 100 fokon forr, mit kell tennünk ahhoz, hogy ez magasabb legyen, és így gyorsabban megpuhuljanak az ételek? Mint Gay-Lussac első törvényéből tudhatjuk, izochor állapotváltozás esetén, vagyis azonos térfogat mellett (itt a kukta hőtágulásától az egyszerűség kedvéért most eltekintünk) a magasabb hőmérséklethez magasabb nyomás tartozik. A kukta szelepe biztosítja, hogy a bent lévő levegő nyomása nagyobb legyen a légköri nyomásnál, így a hőmérséklet is körülbelül 120 fok lesz odabent, ekkor elkezd forogni a kukta forgószelepe, és a szelep mindig annyi gőzt enged ki, hogy ez az állapot fennmaradjon. A modernebb kukták szelepe már más kialakítású is lehet, de a mechanizmus ugyanaz.
Mi történik azonban, ha a szelep eldugul? Ez esetben – biztonsági elemek híján – a hőmérséklet és a nyomás tovább emelkedik, majd egyszer csak a kukta felrobban. Ennek elkerülésére beépítenek még egy szelepet, ami a kukta fogantyúja alatt található, és egy kis fémkorong van benne. Bizonyos hőmérséklet felett ez kiolvad, és a gőz eltávozik, azonban nem okoz égési sérülést, mert a kilövő gőz a fogantyút találja el.
Fizikai ismereteink felhasználásával próbáljuk megmagyarázni az alábbi jelenséget: ha befejeztük a főzést, megszűnt a túlnyomás, így a régi típusú kuktában a szelep már nem forog (újabb típusok esetében a szelep leesik), kinyitjuk a kuktát (például hogy kiszedjünk belőle valamennyi ételt), majd visszazárjuk, hamarosan ismét szuszogni kezd. Hogy lehet ez, ha már egyszer lement a nyomás a légköri nyomás szintjére, és ki tudtuk nyitni a kuktát? A magyarázat nem bonyolult: a kuktába áramló szobahőmérsékletű levegő a kuktában lévő étel melegét átvéve felmelegszik, és mivel a szelep lezárja a kuktát, ismét izochor állapotváltozásról beszélhetünk, így a felmelegedő levegő nyomása megnő, és ismét elkezd szuszogni a kukta.
Említsük még meg érdekességképpen egy veszélyforrást, amit a régi típusú kukta jelenthetett. A forgószelep esetében a gáz lezárása után várni kellett, amíg a túlnyomás megszűnt és a kukta kinyitható lett. Ezt a háziasszony siettethette úgy, hogy egy konyharuhával megemelte a szelepet, így a gőz hamarabb eltávozott, és a kuktát ki lehetett nyitni. Ez egy pörkölt esetében nem kockázatos, viszont ha leves készült, a túlnyomás csökkentésével a víz forráspontja is csökken, így a 100 foknál még melegebb leves újra forrni kezd, és a szelepen keresztül kifut, szerencsétlen esetben égési sérülést is okozhat.
Írta: Szőts Dávid