Question

19．高壓鍋的示意圖如圖所示，鍋蓋上有一個(gè)空心柱為排氣孔，空心柱上戴有一個(gè)“帽子”為限壓閥．當(dāng)高壓鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)超過安全值時(shí)，鍋內(nèi)的氣體會(huì)頂起限壓閥跑出一部分，使鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)減少，保證高壓鍋安全使用．已知空心柱小孔的橫截面積為10^-5m²，大氣壓為1.0×10⁵Pa，高壓鍋工作時(shí)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.8×10⁵Pa．（取g=10m/s²）
（1）用高壓鍋燒水至沸騰時(shí)，水的溫度＞100℃（選填“＞”、“＜”“=”）
（2）計(jì)算鍋內(nèi)外氣體的最大壓強(qiáng)差；
（3）限壓閥對空心柱上端氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于鍋內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差，計(jì)算限壓閥的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）液體的沸點(diǎn)與氣壓有關(guān)，氣壓越高沸點(diǎn)越高；
（2）知道高壓鍋工作時(shí)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)和大氣壓，兩者的差值即為鍋內(nèi)外氣體的最大壓強(qiáng)差；
（3）根據(jù)F=pS求出限壓閥受到的壓力即為限壓閥的重力，根據(jù)G=mg求出限壓閥的質(zhì)量．

解答 解：（1）高壓鍋內(nèi)氣壓大于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，故鍋內(nèi)水的沸點(diǎn)高于100℃，所以水的溫度大于100℃．
（2）鍋內(nèi)外氣體的最大壓強(qiáng)差：
p=p_內(nèi)-p_外=1.8×10⁵Pa-1.0×10⁵Pa=0.8×10⁵Pa；
（3）由p=$\frac{F}{S}$可得，限壓閥的重力：
G=F=pS=0.8×10⁵Pa×10^-5m²=0.8N，
由G=mg可得，限壓閥的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{0.8N}{10N/kg}$=0.08kg．
答：（1）＞；
（2）鍋內(nèi)外氣體的最大壓強(qiáng)差是0.8×10⁵Pa；
（3）限壓閥的質(zhì)量為0.08kg．

點(diǎn)評 本題考查了沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系以及有關(guān)壓強(qiáng)的計(jì)算，要注意鍋內(nèi)氣壓等于大氣壓與限壓閥產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和．