Question

19．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）如表是水在不同壓強(qiáng)下的沸點(diǎn)，請(qǐng)你說出氣壓與水的沸點(diǎn)的關(guān)系：氣壓越高，沸點(diǎn)越高，氣壓越低，沸點(diǎn)越低．

P/千帕	84	101	121	143	154	163	175	187	199	211	226	239	258	270
T/℃	95	100	105	110	112	114	116	118	120	122	124	126	128	130

（2）與普通鍋相比，高壓鍋為什么能將鍋內(nèi)的水加熱到100℃以上？高壓鍋是密封的，鍋內(nèi)水汽化形成的水蒸氣不能跑出去，使鍋內(nèi)水面上的氣壓增大，水的沸點(diǎn)升高；．
（3）有一個(gè)高壓鍋，測(cè)得限壓閥的質(zhì)量為0.15千克，排氣孔的直徑為4毫米．設(shè)當(dāng)時(shí)的大氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即10⁵帕，且π近似取3，如果用該高壓鍋煮食物，根據(jù)上面水的沸點(diǎn)與壓強(qiáng)關(guān)系的表格，則這個(gè)高壓鍋內(nèi)的最高溫度大約是124℃．

Answer 1

分析 （1）氣壓與水的沸點(diǎn)之間的關(guān)系：氣壓越高，沸點(diǎn)越高；氣壓越低，沸點(diǎn)越低；
（2）高壓鍋的原理：高壓鍋密封好，水沸騰時(shí)鍋內(nèi)氣壓增大，沸點(diǎn)升高，容易煮熟食物；
（3）知道安全閥的質(zhì)量，可以求安全閥對(duì)出氣孔產(chǎn)生的壓力，再利用壓強(qiáng)公式求安全閥對(duì)出氣孔產(chǎn)生的壓強(qiáng)，加上外界大氣壓，得出鍋內(nèi)氣壓，從表中得出高壓鍋內(nèi)最高溫度．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，氣壓與水的沸點(diǎn)的關(guān)系：氣壓越高，沸點(diǎn)越高；氣壓越低，沸點(diǎn)越低；
（2）高壓鍋是密封的，鍋內(nèi)水汽化形成的水蒸氣不能跑出去，使鍋內(nèi)水面上的氣壓增大（大于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓），水的沸點(diǎn)升高（高于100℃）；
（3）根據(jù)托里拆利實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果，一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于760mm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，再根據(jù)液體壓強(qiáng)的公式進(jìn)行計(jì)算：p=ρgh=13.6×10³kg/m³×9.8N/kg×0.76m≈1.01×10⁵Pa．
d=4mm=0.004m，
排氣孔面積S=$\frac{πcxshtju^{2}}{4}$=$\frac{3×（0.004m）^{2}}{4}$=1.2×10^-5m²，
限壓閥重G=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N，
鍋內(nèi)氣壓 p=p₀+$\frac{G}{S}$=1.01×10⁵Pa+$\frac{1.5N}{1.2×1{0}^{-5}{m}^{2}}$=2.26×10⁵Pa=226kPa；
將對(duì)照表中數(shù)據(jù)可知鍋內(nèi)水溫為124℃．
故答案為：（1）氣壓越高，沸點(diǎn)越高，氣壓越低，沸點(diǎn)越低；
（2）高壓鍋是密封的，鍋內(nèi)水汽化形成的水蒸氣不能跑出去，使鍋內(nèi)水面上的氣壓增大，水的沸點(diǎn)升高；
（3）10⁵；124．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)公式的理解和運(yùn)用，涉及到大氣壓、從沸點(diǎn)-氣壓圖象搜集信息、單位換算，知識(shí)點(diǎn)多，易出錯(cuò)．