Question

18．高壓鍋與普通的鋁鍋不同，鍋蓋通過幾個牙齒似的鍋齒與鍋齒鑲嵌旋緊，加在鍋蓋和鍋體之間有橡皮做的密封圈，在鍋蓋中間有一個排氣孔，上面再套上類似砝碼的限壓閥，將排氣孔堵住，當加熱高壓鍋，鍋內(nèi)氣體壓強增加到一定的程度時，氣體就把限壓閥頂起來，這時蒸汽就從排氣孔排出．由于高壓鍋內(nèi)的壓強大．溫度高，食物容易煮爛，若已知某高壓鍋的限壓閥質(zhì)量為0.1kg，排氣孔的直徑為0.3cm，則鍋內(nèi)氣體的壓強最大可達到多少？設(shè)壓強每增加3.6×10³Pa，水的沸點相應(yīng)增加1℃，則鍋內(nèi)的最高的溫度可以達到多少？

Answer 1

分析 （1）當限壓閥要被頂起時，鍋內(nèi)氣體壓強最大，對限壓閥列平衡方程即可求解；
（2）先求出鍋內(nèi)壓強增加量，再根據(jù)每增加3.5×10³Pa水的沸點就相應(yīng)的增加1℃求出水的沸點增加量，進而得出鍋內(nèi)的最高溫度．

解答 解：當限壓閥要被頂起時，鍋內(nèi)氣體壓強最大為P_m，對限壓閥由平衡得：P_mS=P₀S+mg
帶入數(shù)據(jù)解得：${P}_{m}=2.4×1{0}^{5}Pa$
鍋內(nèi)壓強增加了：
△P=P_m-P₀=2.4×10⁵Pa-1×10⁵Pa=1.4×10⁵Pa，
水的沸點增高：$△t=\frac{△P}{3.6×1{0}^{3}}=\frac{1.4×1{0}^{5}}{3.6×1{0}^{3}}℃=38.9℃$
所以，鍋內(nèi)溫度最高可達：t=100℃+38.9℃=138.9℃．
答：（1）鍋內(nèi)氣體的壓強最大可達2.4×10⁵Pa．（2）鍋內(nèi)的最高溫度可達138.9℃．

點評 此題涉及到大氣壓的綜合應(yīng)用，重力的計算，壓強大小及其計算等知識點，是一道物理綜合題目，要求學生要具備一定的學科綜合能力，計算時還要注意統(tǒng)一使用國際單位制單位．