Question

18．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，上面套有類似砝碼的限壓閥，將排氣孔堵�。�當(dāng)給高壓鍋加熱時(shí)，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(lái)，部分蒸汽從排氣孔排出鍋外，已知某高壓鍋的限壓閥的質(zhì)量是0.1kg，排氣孔直徑為0.3cm，則鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá)多少？已知壓強(qiáng)每增加3.5×10³ Pa，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？（g取10m/s²，大氣壓強(qiáng)p₀=1.013×10⁵ Pa）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)限壓閥質(zhì)量求出其重力，此時(shí)重力即為壓力，利用限壓閥出氣口橫截面積求出此時(shí)壓強(qiáng)，再加上大氣壓的值即為鍋內(nèi)氣體能達(dá)到的最大壓強(qiáng)．
（2）先求出鍋內(nèi)壓強(qiáng)增加量，再根據(jù)每增加3.5×10³Pa水的沸點(diǎn)就相應(yīng)的增加1℃求出水的沸點(diǎn)增加量，進(jìn)而得出鍋內(nèi)的最高溫度．

解答 解：（1）鍋內(nèi)最大壓強(qiáng)為：$P={P}_{0}+\frac{mg}{S}$=1.013×10⁵+$\frac{1}{3.14×0.001{5}^{2}}$Pa≈2.4×10⁵Pa．
（2）鍋內(nèi)壓強(qiáng)增加了：
△P=P-P₀=2.4×10⁵Pa-1×10⁵Pa=1.4×10⁵Pa，
水的沸點(diǎn)增高：△t=$\frac{1.4×1{0}^{5}}{3.5×1{0}^{3}}$=40°C．
所以，鍋內(nèi)溫度最高可達(dá)：t=100℃+40℃=140℃．
答：鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá)2.4×10⁵Pa；這只高壓鍋內(nèi)能達(dá)到的最高溫度是140°C．

點(diǎn)評(píng) 此題涉及到大氣壓的綜合應(yīng)用，重力的計(jì)算，壓強(qiáng)大小及其計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，是一道物理綜合題目，要求學(xué)生要具備一定的學(xué)科綜合能力，計(jì)算時(shí)還要注意統(tǒng)一使用國(guó)際單位制單位．