去高原旅行的人大概率都遇到過一個(gè)尷尬問題：明明水燒開了，煮出來的米飯卻硬邦邦?yuàn)A生，煮面條也總煮不爛。有人說這是海拔高的原因，但很少有人想過，背后其實(shí)藏著一個(gè)統(tǒng)治了氣體世界近200年的核心規(guī)律——理想氣體狀態(tài)方程（pV=nRT）。
這個(gè)看起來滿是字母的公式，可不是實(shí)驗(yàn)室里的抽象理論，而是解釋日常生活中無數(shù)氣體現(xiàn)象的“萬能鑰匙”。
pV=nRT里的每個(gè)字母到底代表什么？
理想氣體狀態(tài)方程的核心是描述“平衡狀態(tài)下，氣體的壓強(qiáng)、體積、物質(zhì)的量、溫度之間的定量關(guān)系”。先把公式里的“字母密碼”破譯了，后面的理解就順理成章：
p（壓強(qiáng)）：就是氣體對(duì)容器壁的壓力，單位是帕斯卡（Pa）。比如我們生活在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，就是地球周圍的大氣給我們的壓強(qiáng)；高原上氣壓低，就是這個(gè)數(shù)值變小了。
V（體積）：氣體所占的空間大小，單位是立方米（m3）。比如氣球吹得越大，V值就越大。
n（物質(zhì)的量）：簡單說就是氣體分子的“數(shù)量多少”，單位是摩爾（mol）。1摩爾氣體就包含約6.02×1023個(gè)分子（阿伏伽德羅常數(shù)），你可以理解成“一筐氣體分子”。
R（氣體常數(shù)）：一個(gè)固定不變的“換算系數(shù)”，數(shù)值約為8.314J/(mol·K)，不用記，知道它是“橋梁”就行。
T（熱力學(xué)溫度）：以開爾文（K）為單位的溫度，和我們平時(shí)說的攝氏度（℃）的關(guān)系是T=℃+273.15。比如0℃就是273.15K，100℃就是373.15K。
把這些字母的關(guān)系通俗化解釋：當(dāng)氣體分子數(shù)量（n）固定時(shí)，壓強(qiáng)（p）和體積（V）的乘積，與溫度（T）成正比。再直白點(diǎn)說：溫度升高，氣體要么體積變大，要么壓強(qiáng)變大；壓強(qiáng)降低，氣體要么體積變大，要么溫度降低。
高原煮飯夾生，到底和方程有啥關(guān)系？
我們都知道，水燒開的溫度是100℃，這個(gè)溫度能讓米飯、面條的淀粉充分糊化，變得軟糯。但這個(gè)“100℃沸點(diǎn)”有個(gè)前提——1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
到了高原，比如海拔4000米的地方，氣壓只有海平面的60%左右（p變?。８鶕?jù)pV=nRT，當(dāng)水的蒸氣壓等于外界氣壓時(shí)就會(huì)沸騰，外界氣壓降低，水的沸點(diǎn)也會(huì)跟著降低（T變?。?。這時(shí)水可能80℃就“燒開”了，而80℃的溫度根本達(dá)不到讓米飯熟透的要求，自然就夾生了。
用高壓鍋煮飯就能解決這個(gè)問題：高壓鍋密封性能好，水沸騰產(chǎn)生的水蒸氣跑不出去，會(huì)讓鍋內(nèi)的壓強(qiáng)（p）升高。根據(jù)方程，p升高會(huì)讓水的沸點(diǎn)（T）重新升高到100℃以上，高溫就能把米飯煮得軟爛。這就是pV=nRT在生活里最直觀的應(yīng)用。