Question

3．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．圖甲為高壓鍋的構(gòu)造，圖乙為水的沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系圖象，氣壓每一格為10⁵Pa．

（1）若高壓鍋出氣孔的橫截面積約為l2毫米²，壓在出氣孔上的限壓閥的質(zhì)量為84克．通過計(jì)算并對照圖象說明，利用這種高壓鍋燒水時(shí)，最高溫度大約是多少？
（2）若要把這種高壓鍋銷售到兩藏地區(qū)，在保證高壓鍋安全使用的前提下，用這種高壓鍋燒水時(shí)，要達(dá)到同樣的最高溫度．你認(rèn)為需要怎樣改進(jìn)？

Answer 1

分析 ①知道安全閥的質(zhì)量，可以求安全閥對出氣孔產(chǎn)生的壓力，再利用壓強(qiáng)公式求安全閥對出氣孔產(chǎn)生的壓強(qiáng)，則從受力分析考慮可知：鍋內(nèi)氣壓應(yīng)該等于一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓與安全閥壓強(qiáng)之和；從沸點(diǎn)-氣壓圖象上得出高壓鍋內(nèi)最高溫度；
②兩藏地區(qū)外界大氣壓低，可以增大安全閥的質(zhì)量，增大鍋內(nèi)氣壓，達(dá)到同樣的鍋內(nèi)溫度．

解答 解：
①安全閥對出氣孔產(chǎn)生的壓力：F=G=mg=84×10^-3kg×10N/kg=0.84N，
受力面積：S=12mm²=1.2×10^-5m²，
安全閥對出氣孔產(chǎn)生的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}=\frac{0.84N}{1.2×1{0}^{-5}{m}^{2}}$=7×10⁴pa
鍋內(nèi)最高氣壓：p′=p₀+p=1.0×10⁵Pa+7×10⁴Pa=1.7×10⁵Pa，
從沸點(diǎn)-氣壓圖象上得出高壓鍋內(nèi)最高溫度大約是：t=116℃．
②兩藏地區(qū)外界大氣壓低，可以增加限壓閥的質(zhì)量來增大鍋內(nèi)氣壓，提高沸點(diǎn)．
故答案為：①最高溫度大約是116℃；②增加限壓閥的質(zhì)量．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對壓強(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、單位換算等知識點(diǎn)，屬于難題．