Question

【題目】如圖，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(shí)高效，深受消費(fèi)者歡迎．
（1）為了防止出氣孔堵塞致使高壓鍋發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)，放氣孔是它的第二道安全防線．放氣孔封口是易熔片（熔點(diǎn)較低的合金材料），試說明采用易熔片的物理道理．
（2）小明測得家中高壓鍋出氣孔的直徑為4mm，壓在出氣孔上的安全閥的質(zhì)量為80g，取g=10N/kg，計(jì)算安全閥自重對出氣孔處氣體所產(chǎn)生的壓強(qiáng)．
（3）當(dāng)高壓鍋內(nèi)氣壓增大到某一值時(shí)，鍋內(nèi)氣體就能自動頂開安全閥放氣．在外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的環(huán)境下，該高壓鍋內(nèi)的氣體能達(dá)到的最大壓強(qiáng)是多少？對照圖所示水的沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系圖線，說明利用這種高壓鍋燒煮食物時(shí)，可以達(dá)到的最高溫度大約是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：高壓鍋一旦安全閥失效，出氣孔就被堵塞，鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)就會過大，沸點(diǎn)也隨之升高，當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到易熔片的熔點(diǎn)時(shí)，再繼續(xù)加熱易熔片就開始熔化，鍋內(nèi)氣體便從放氣孔噴出，使鍋內(nèi)氣壓減小，從而防止爆炸事故發(fā)生
（2）解：安全閥的重力：G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N，

氣孔的面積：S=πr2=3.14×（0.002m）2=1.256×10﹣5m2

安全閥對氣孔處氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)：P= = =6.4×104pa

（3）解：由題意知：鍋內(nèi)氣壓等于一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓與安全閥對氣體壓強(qiáng)之和，則鍋內(nèi)氣壓是1.0×105Pa+6.4×104pa=1.64×105pa，

對照圖象可知，當(dāng)氣壓為1.64×105pa時(shí)，所對應(yīng)的溫度是115℃

【解析】（1）易熔片的熔點(diǎn)低，這樣它就能及時(shí)的熔化，鍋內(nèi)氣體便可以從放氣孔出來，鍋內(nèi)氣壓就會減小，防止出現(xiàn)爆炸；（2）先算出安全閥的重力，然后算出氣孔的面積，最后根據(jù)壓強(qiáng)公式P= 計(jì)算壓強(qiáng)；（3）鍋內(nèi)氣壓應(yīng)該是一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓與安全閥壓強(qiáng)之和．知道了鍋內(nèi)氣壓，對照圖象，就可以找出鍋內(nèi)的最高溫度．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了沸點(diǎn)及沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系和壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算的相關(guān)知識點(diǎn)，需要掌握液體沸騰時(shí)的溫度叫沸點(diǎn)，液體的沸點(diǎn)與氣壓有關(guān)，液面氣壓越小沸點(diǎn)越低，氣壓越大沸點(diǎn)越高．高原地區(qū)普通鍋里煮不熟雞蛋，就是因?yàn)闅鈮旱�，沸點(diǎn)低造成的．高壓鍋是利用增大液面氣壓，提高液體沸點(diǎn)的原理制成的；壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa）才能正確解答此題．