Question

高壓鍋有很好的密封性，基本上不會(huì)漏氣．鍋蓋中間有一個(gè)排氣孔，上面套有類似閥門的限壓閥，將排氣孔堵住．當(dāng)加熱高壓鍋，鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)增加到一定程度時(shí)，氣體就能把限壓閥頂起來，部分蒸汽即從排氣孔排除鍋外．已知某高壓鍋的限壓閥的質(zhì)量是0.1kg，排氣孔橫截面積約為1.0×10^-5m²，大氣壓強(qiáng)為1.0×10⁵pa．
試求：
（1）鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá)多少？
（2）若壓強(qiáng)每增加3.5×10³pa，水的沸點(diǎn)相應(yīng)增加1℃，則這只高壓鍋內(nèi)能達(dá)到的最高溫度是多少？
（3）若鍋蓋上再增加一個(gè)相同大小的排氣孔和限壓閥，則這只高壓鍋內(nèi)能達(dá)到的最高溫度如何變化？

Answer 1

（1）鍋內(nèi)最大壓強(qiáng)為：
P=P₀+

mg

S

=1×10⁵P_a+

0.1×10N

1.0×10-5m2

=2.0×10⁵Pa．
（2）鍋內(nèi)壓強(qiáng)增加了：
△P=P-P₀=2.0×10⁵Pa-1×10⁵Pa=1.0×10⁵Pa，
水的沸點(diǎn)增高：
△t=

1.0×105Pa

3.5×103Pa/°C

=28.6℃，
所以，鍋內(nèi)溫度最高可達(dá)：t=100℃+28.6℃=128.6℃．
（3）鍋蓋上再增加一個(gè)相同大小的排氣孔和限壓閥，對(duì)原來的限壓閥無影響，故鍋內(nèi)氣壓不變，溫度不變；
答：（1）鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá)2.0×10⁵Pa．
（2）鍋內(nèi)的最高溫度可達(dá)128.6℃．
（3）高壓鍋內(nèi)能達(dá)到的最高溫度仍然為128.6℃．