Question

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．（取g=10N/kg，大氣壓為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓即10⁵Pa）．
（1）說出高壓鍋為什么能將食物加熱到100℃以上？
（2）若高壓鍋出氣孔的截面積約12mm²，壓在出氣孔上的安全閥的質(zhì)量為84g．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？

Answer 1

解：（1）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℃）；
（2）安全閥對出氣孔產(chǎn)生的壓力：
F=G=mg=84×10^-3kg×10N/kg=0.84N．
s=12mm²=12×10^-6m²，
安全閥對出氣孔產(chǎn)生的壓強(qiáng)：
p===0.7×10⁵Pa，
鍋內(nèi)氣壓：
p′=1×10⁵Pa+0.7×10⁵Pa=1.7×10⁵Pa．
從沸點(diǎn)-氣壓圖象上得出高壓鍋內(nèi)溫度：
t=116℃．
答：（1）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；
（2）最高溫度大約是116℃；
分析：（1）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；
（2）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)，加上外界大氣壓，得出鍋內(nèi)氣壓，從沸點(diǎn)-氣壓圖象上得出高壓鍋內(nèi)最高溫度；
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，知識點(diǎn)多，屬于難題．