Question

16．高壓鍋是家庭廚房中常見的炊具，利用它可以將食物加熱到100℃以上．它省時高效，深受消費者歡迎．圖甲為高壓鍋的構造，圖乙為水的沸點與氣壓的關系圖象，氣壓每一格為0.1×10⁵Pa．（大氣壓取1.0×10⁵ Pa）

①若高壓鍋出氣孔的橫截面積約為l2毫米²，壓在出氣孔上的限壓閥的質量為84克．通過計算并對照圖象說明，利用這種高壓鍋燒水時，最高溫度大約是多少？
②若要把這種高壓鍋銷售到兩藏地區(qū)，在保證高壓鍋安全使用的前提下，用這種高壓鍋燒水時，要達到同樣的最高溫度．你認為需要怎樣改進？

Answer 1

分析 ①知道安全閥的質量，可以求安全閥對出氣孔產(chǎn)生的壓力，再利用壓強公式求安全閥對出氣孔產(chǎn)生的壓強，加上外界大氣壓，得出鍋內(nèi)氣壓，從沸點-氣壓圖象上得出高壓鍋內(nèi)最高溫度；
②兩藏地區(qū)外界大氣壓低，可以增大安全閥的質量，增大鍋內(nèi)氣壓，達到同樣的鍋內(nèi)溫度．

解答 解：①安全閥對出氣孔產(chǎn)生的壓力：
F=G=mg=84×10^-3kg×10N/kg=0.84N，
受力面積：
S=12mm²=1.2×10^-5m²，
安全閥對出氣孔產(chǎn)生的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{0.84N}{1.2×1{0}^{-5}{m}^{2}}$=7×10⁴Pa，
鍋內(nèi)氣壓：
p′=p₀+p=1.0×10⁵Pa+7×10⁴Pa=1.7×10⁵Pa，
從沸點-氣壓圖象上得出高壓鍋內(nèi)溫度：
t=116℃．
（2）兩藏地區(qū)外界大氣壓低，可以增加限壓閥的質量來增大鍋內(nèi)氣壓，提高沸點．
答：①最高溫度大約是116℃；
②增加限壓閥的質量．

點評 本題考查了學生對壓強公式的理解和運用，涉及到大氣壓、從沸點-氣壓圖象搜集信息、單位換算，知識點多，屬于難題．