Question

16．高壓鍋是家庭廚房中常見(jiàn)的炊具，利用它可以將食物加熱到100℃以上．它省時(shí)高效，深受消費(fèi)者歡迎．圖甲為高壓鍋的構(gòu)造，圖乙為水的沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)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(zhì)量為84克．通過(guò)計(jì)算并對(duì)照?qǐng)D象說(shuō)明，利用這種高壓鍋燒水時(shí)，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(shí)，要達(dá)到同樣的最高溫度．你認(rèn)為需要怎樣改進(jìn)？

Answer 1

分析 ①知道安全閥的質(zhì)量，可以求安全閥對(duì)出氣孔產(chǎn)生的壓力，再利用壓強(qiáng)公式求安全閥對(duì)出氣孔產(chǎn)生的壓強(qiáng)，加上外界大氣壓，得出鍋內(nèi)氣壓，從沸點(diǎn)-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(zhì)量，增大鍋內(nèi)氣壓，達(dá)到同樣的鍋內(nèi)溫度．

解答 解：①安全閥對(duì)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(duì)出氣孔產(chǎn)生的壓強(qiáng)：
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(diǎn)-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(zhì)量來(lái)增大鍋內(nèi)氣壓，提高沸點(diǎn)．
答：①最高溫度大約是116℃；
②增加限壓閥的質(zhì)量．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)公式的理解和運(yùn)用，涉及到大氣壓、從沸點(diǎn)-氣壓圖象搜集信息、單位換算，知識(shí)點(diǎn)多，屬于難題．