Question

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)請(qǐng)問高壓鍋的設(shè)計(jì)運(yùn)用了哪些物理知識(shí)？

(2)小明在有關(guān)媒體上看到了由于出氣孔堵塞，致使高壓鍋爆炸的報(bào)道后，給廠家提出了一個(gè)增加易熔片(熔點(diǎn)較低的合金材料)的改進(jìn)建議．現(xiàn)在生產(chǎn)的高壓鍋已普遍增加了含有易熔片的放氣孔，如圖所示，試說明小明建議的物理道理．

(3)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，通過計(jì)算并對(duì)照?qǐng)D說明利用這種高壓鍋燒水時(shí)，最高溫度大約是多少？假若把這種高壓鍋向西藏地區(qū)銷售，你認(rèn)為需要做哪些方面的改進(jìn)，如何改進(jìn)？

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)①水的沸點(diǎn)隨液體上方氣壓的增大而升高；②力的平衡；③壓強(qiáng) 　　(2)高壓鍋的安全閥一旦失效，鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，溫度也隨之升高，當(dāng)溫度達(dá)到易熔片的熔點(diǎn)時(shí)，再繼續(xù)加熱，易熔片開始熔化，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． 　　(3)115℃．若要把這種高壓鍋向西藏地區(qū)銷售，應(yīng)適當(dāng)增加安全閥的質(zhì)量． 　　解析：高壓鍋在使用時(shí)，鍋內(nèi)水面上方壓強(qiáng)高于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，水的沸點(diǎn)高于100℃，更容易煮熟食物，高壓鍋內(nèi)氣體的最大壓強(qiáng)p大＝p0＋pm(p0外界大氣壓，pm安全閥產(chǎn)生的壓強(qiáng))．高壓鍋使用過程中，安全閥如果失效，鍋內(nèi)氣體不能從出氣孔噴出，導(dǎo)致鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)過大，致使高壓鍋發(fā)生爆炸事故，增加易熔片后，如果出氣孔堵塞，鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，溫度也隨之升高，當(dāng)溫度達(dá)到易熔片的熔點(diǎn)時(shí)，再繼續(xù)加熱，易熔片開始熔化，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． 　　解：高壓鍋內(nèi)氣壓等于大氣壓與安全閥產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和，即p＝p0＋pm． 　　p0＝1.01×105Pa， 　　pm＝＝0.62×105Pa． 　　高壓鍋內(nèi)最大氣壓為： 　　p＝p0＋pm＝1.01×105Pa＋0.62×105Pa 　　＝1.63×105Pa． 　　由圖象可得鍋內(nèi)最高溫度大約為115℃． 　　西藏地區(qū)海拔高，氣壓低，若要把這種高壓鍋向西藏地區(qū)銷售，為了增大鍋內(nèi)壓強(qiáng)，應(yīng)適當(dāng)增加安全閥的質(zhì)量．