Question

高壓鍋是生活中一種密閉的加熱容器．鍋蓋中央有一出氣孔，孔上蓋有限壓閥，當(dāng)鍋內(nèi)氣壓達(dá)到限定值時，限壓閥被鍋內(nèi)頂起放出部分氣體，實現(xiàn)了對鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)的控制．如圖所示，某高壓鍋鍋體的內(nèi)底面積為S，側(cè)壁豎直，出氣孔橫截面積為S₀，限壓閥質(zhì)量為m₀，限壓鍋頂部面積為S_t（已知大氣壓強(qiáng)p₀）
（1）寫出液體沸點與氣壓的關(guān)系；
（2）求使用高壓鍋時鍋內(nèi)氣體的最大壓強(qiáng)．

Answer 1

分析：（1）液體沸點隨氣壓的升高而升高，隨氣壓的降低而降低．
（2）根據(jù)限壓閥質(zhì)量求出其重力，此時重力即為壓力，利用限壓閥出氣口橫截面積求出此時壓強(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)．鍋內(nèi)最大氣壓等于外界大氣壓與限壓閥產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和．

解答：解：（1）液體的沸點與大氣壓的關(guān)系：液體的沸點隨著表面氣壓的增大而升高，隨氣壓減小而降低．
（2）已知大氣壓強(qiáng)p₀，出氣孔橫截面積為S₀，限壓閥質(zhì)量為m₀，
則限壓閥重力G=m₀g，
當(dāng)限壓閥剛要被頂起時，受力平衡，鍋內(nèi)氣體最大壓強(qiáng)
p=p₀+

m0g

S0

．
答：（1）液體表面氣壓越大，液體的沸點越高；
（2）使用高壓鍋時鍋內(nèi)氣體的最大壓強(qiáng)p=p₀+

m0g

S0

．

點評：本題通過高壓鍋的工作原理考查了二力平衡條件的應(yīng)用，及壓強(qiáng)、壓力和質(zhì)量、重力的計算，對閥門進(jìn)行受力分析得出各力之間的關(guān)系，是解決此題的關(guān)鍵．