Question

12．如圖是一款型號為R20-10L的家用高壓鍋，這里的“10L”是指容量為10升，這里的“20”是指鍋身的直徑是20cm（填單位）；高壓鍋密封性良好，用它煮食物時，水蒸氣不易外泄，從而增大了鍋內氣壓，提高了水的沸點，若鍋內外氣壓差最大為兩個標準大氣壓，設計產品時，鍋蓋與鍋之間能承受的拉力應不小于3140N （1 個標準大氣壓為10⁵Pa，不計鍋蓋重力），如果用此高壓鍋將5升水從32℃加熱112℃，水要吸收1.68×10⁶J熱量．當食物煮熟后從限壓閥處會噴“白氣”．這種“白氣”是水蒸氣遇冷液化形成的．

Answer 1

分析 （1）根據對常見物體長度的了解確定合適的單位；
（2）液體沸點隨氣壓的增大而升高；
（3）根據壓力的計算方法F=pS可計算壓力差，鍋蓋與鍋之間能承受的拉力應不小鍋內外的壓力差；
（4）知道水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（5）物質由氣態(tài)變成液態(tài)的過程叫液化

解答 解：
（1）中學生伸開手掌，大拇指指尖到中指指尖的距離大約18cm，家用高壓鍋的直徑稍大，在20cm左右；
（2）液體的沸點與氣壓有關，氣壓越高，沸點越高．高壓鍋密封性良好，用它煮食物時，水蒸氣不易外泄，從而增大了鍋內氣壓，提高了水的沸點；
（3）鍋內的氣壓為兩個標準大氣壓，鍋外的氣壓為1個標準大氣壓，故鍋內外的氣壓差為1個標準大氣壓，即10⁵Pa；鍋蓋的面積為S=π（$\frac1dtx1l1{2}$）²=3.14×（$\frac{0.2m}{2}$）²=0.0314m²；壓力差為F=pS=10⁵Pa×0.0314m²=3140N；故鍋蓋與鍋之間能承受的拉力應不小于壓力差，即3140N；
（4）水的體積V=5L=5dm³=0.005m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.005m³=5kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（112℃-32℃）=1.68×10⁶J；
（5）高壓鍋限壓閥中噴出的水蒸氣溫度較高，遇到溫度較低的空氣液化成為小水滴，就是我們看得到“白氣”．
故答案為：cm；沸點；3140；1.68×10⁶；水蒸氣遇冷液化．

點評 此題以高壓鍋為素材，考查了長度的估測、沸點與氣壓的關系、壓強定義式的應用、熱量的計算以及物態(tài)變化的判斷，體現了物理規(guī)律與日常生活的密切聯(lián)系．