Question

高壓鍋有很好的密封性，基本上不會(huì)漏氣．鍋蓋中間有一個(gè)排氣孔，上面套有類似閥門的限壓閥，將排氣孔堵住．當(dāng)加熱高壓鍋，鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)增加到一定程度時(shí)，氣體就能把限壓閥頂起來，部分蒸汽即從排氣孔排除鍋外．已知某高壓鍋的限壓閥的質(zhì)量是0.1kg，排氣孔橫截面積約為1.0×10^-5m²，大氣壓強(qiáng)為1.0×10⁵pa．
試求：
（1）鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá)多少？
（2）若壓強(qiáng)每增加3.5×10³pa，水的沸點(diǎn)相應(yīng)增加1℃，則這只高壓鍋內(nèi)能達(dá)到的最高溫度是多少？
（3）若鍋蓋上再增加一個(gè)相同大小的排氣孔和限壓閥，則這只高壓鍋內(nèi)能達(dá)到的最高溫度如何變化？

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)限壓閥質(zhì)量求出其重力，此時(shí)重力即為壓力，利用限壓閥出氣口橫截面積求出此時(shí)壓強(qiáng)，再加上大氣壓的值即為鍋內(nèi)氣體能達(dá)到的最大壓強(qiáng)．
（2）先求出鍋內(nèi)壓強(qiáng)增加量，再根據(jù)每增加3.5×10³Pa水的沸點(diǎn)就相應(yīng)的增加1℃求出水的沸點(diǎn)增加量，進(jìn)而得出鍋內(nèi)的最高溫度．
（3）鍋蓋上再增加一個(gè)相同大小的排氣孔和限壓閥，對(duì)原來的限壓閥無影響．
解答：解：（1）鍋內(nèi)最大壓強(qiáng)為：
P=P+=1×10⁵P_a+=2.0×10⁵Pa．
（2）鍋內(nèi)壓強(qiáng)增加了：
△P=P-P=2.0×10⁵Pa-1×10⁵Pa=1.0×10⁵Pa，
水的沸點(diǎn)增高：
△t==28.6℃，
所以，鍋內(nèi)溫度最高可達(dá)：t=100℃+28.6℃=128.6℃．
（3）鍋蓋上再增加一個(gè)相同大小的排氣孔和限壓閥，對(duì)原來的限壓閥無影響，故鍋內(nèi)氣壓不變，溫度不變；
答：（1）鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá)2.0×10⁵Pa．
（2）鍋內(nèi)的最高溫度可達(dá)128.6℃．
（3）高壓鍋內(nèi)能達(dá)到的最高溫度仍然為128.6℃．
點(diǎn)評(píng)：此題涉及到大氣壓的綜合應(yīng)用，重力的計(jì)算，壓強(qiáng)大小及其計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，是一道物理綜合題目，要求學(xué)生要具備一定的學(xué)科綜合能力，計(jì)算時(shí)還要注意統(tǒng)一使用國際單位制單位．