Question

7．如圖1，高壓鍋是應(yīng)用液體沸點會隨著氣壓增大而升高的原理設(shè)計的，圖為水的沸點跟氣壓的關(guān)系圖象．現(xiàn)有一個直徑為24厘米，空氣柱小孔的橫截面積為12 mm²，限壓閥的質(zhì)量為84g．請你通過計算并對照圖來判斷：

（1）用該高壓鍋燒水，水溫最高可以達(dá)到多少℃？（g取10N/kg，大氣壓值取1.0×10⁵Pa）
（2）小明在使用時發(fā)現(xiàn)，水沸騰后打開鍋蓋，水還能繼續(xù)沸騰，請解釋原因？水的沸點與氣壓有關(guān)，氣壓越低沸點越低．

Answer 1

分析 （1）限壓閥恰好平衡時，鍋內(nèi)的壓強最大，水溫最高，此時鍋內(nèi)氣壓等于一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓與限壓閥對氣體壓強之和，根據(jù)F=pS得出等式即可求出鍋內(nèi)的最大氣壓，然后從圖象上得出高壓鍋內(nèi)最高溫度；
（2）水的沸點與氣壓有關(guān)，氣壓越高沸點越高．知道標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的溫度為100℃．

解答 解：
（1）鍋內(nèi)氣壓等于一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓與限壓閥對氣體壓強之和，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可得：p_內(nèi)S=p₀S+mg，
即p_內(nèi)=$\frac{{p}_{0}S+mg}{S}$=p₀+$\frac{mg}{S}$=1.0×10⁵Pa+$\frac{84×1{0}^{-3}kg×10N/kg}{12×1{0}^{-6}{m}^{2}}$=1.7×10⁵Pa，由圖可知，水溫最高可達(dá)115℃左右；
（2）水的沸點與氣壓有關(guān)，氣壓越低沸點越低，水沸騰后打開鍋蓋，水面上的氣壓減小，水還能繼續(xù)沸騰．
故答案為：（1）水溫最高可以達(dá)到115℃左右；（2）水的沸點與氣壓有關(guān)，氣壓越低沸點越低．

點評 本題考查了學(xué)生對壓強公式的理解和運用，會計算高壓鍋內(nèi)的氣壓、從沸點-氣壓圖象搜集信息，注意單位換算．