Question

水的沸點(diǎn)與水面上方氣體的壓強(qiáng)有關(guān)，氣體壓強(qiáng)越大水的沸點(diǎn)越高。下表給出了水面上方氣體壓強(qiáng)與沸點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。技術(shù)員小陳利用這一關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖15所示的鍋爐水溫控制裝置，圖中OC為一可繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的橫桿（質(zhì)量不計(jì)），在橫桿上的B點(diǎn)下方連接著閥門S，閥門的底面積為3cm2（計(jì)算時(shí)可認(rèn)為閥門上、下底面積相等），OB長(zhǎng)度為20 cm，橫桿上A點(diǎn)處掛著重物G，OA長(zhǎng)度為60cm。對(duì)水加熱時(shí)，隨著水溫升高，水面上方氣體壓強(qiáng)增大。當(dāng)壓強(qiáng)增大到一定值時(shí)，閥門被S頂開(kāi)，使鍋爐內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，水開(kāi)始沸騰。當(dāng)重物G掛在不同位置時(shí)，鍋爐內(nèi)水面上方的氣體壓強(qiáng)可達(dá)到的最大值不同，從而控制鍋爐內(nèi)的水的最高溫度。

氣體壓強(qiáng)（Pa）	1.0×105	1.4×105	2.0×105	2.7×105
水的沸點(diǎn)（℃）	100	110	120	130

（1）當(dāng)鍋爐內(nèi)水的溫度達(dá)到120 ℃沸騰時(shí)，鍋爐內(nèi)氣體的壓強(qiáng)是多少？

（2）當(dāng)大氣壓強(qiáng)為 1.0×105 Pa時(shí)，將G掛在A位置，鍋爐內(nèi)水沸騰時(shí)的溫度為120 ℃，求此時(shí)閥門底部受到的氣體壓力和上部受到的大氣壓力的差值是多少？重物G的重量是多大？

（3）若要使鍋爐內(nèi)的水的溫度達(dá)到110℃時(shí)沸騰，應(yīng)將G掛在離O點(diǎn)多遠(yuǎn)處？

Answer 1

（1）2×105Pa；（2）△F1=30N  G=10N；（3）應(yīng)將G掛在離O點(diǎn)24cm的地方。