Question

12．如圖，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，它省時高效，深受消費者歡迎．

（1）小明測得家中高壓鍋出氣孔的直徑為4mm，壓在出氣孔上的安全閥的質(zhì)量為80g，取g=10N/kg，計算安全閥自重對出氣孔處氣體所產(chǎn)生的壓強．
（2）當高壓鍋內(nèi)氣壓增大到某一值時，鍋內(nèi)氣體就能自動頂開安全閥放氣．在外界為標準大氣壓的環(huán)境下，該高壓鍋內(nèi)的氣體能達到的最大壓強是多少？對照圖所示水的沸點與氣壓的關(guān)系圖線，說明利用這種高壓鍋燒煮食物時，可以達到的最高溫度大約是多少？

Answer 1

分析 （1）先算出安全閥的重力，然后算出氣孔的面積，最后根據(jù)壓強公式p=$\frac{F}{S}$計算壓強；
（2）鍋內(nèi)氣壓應(yīng)該是一標準大氣壓與安全閥壓強之和．知道了鍋內(nèi)氣壓，對照圖象，就可以找出鍋內(nèi)的最高溫度．

解答 解：（1）安全閥的重力：G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N，
氣孔的面積：S=πr²=3.14×（$\frac{0.004}{2}$m）²=1.256×10^-5m²
安全閥對氣孔處氣體產(chǎn)生的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{0.8N}{1.256×1{0}^{-5}{m}^{2}}$=6.4×10⁴pa；
（2）由題意知：鍋內(nèi)氣壓等于一標準大氣壓與安全閥對氣體壓強之和，則鍋內(nèi)氣壓是1.0×10⁵Pa+6.4×10⁴pa=1.64×10⁵pa，
對照圖象可知，當氣壓為1.64×10⁵pa時，所對應(yīng)的溫度是115℃．
答：（1）安全閥自重對出氣孔處氣體所產(chǎn)生的壓強為6.4×10⁴pa．
（2）當高壓鍋內(nèi)氣壓增大到某一值時，鍋內(nèi)氣體就能自動頂開安全閥放氣．在外界為標準大氣壓的環(huán)境下，該高壓鍋內(nèi)的氣體能達到的最大壓強是1.64×10⁵pa；利用這種高壓鍋燒煮食物時，可以達到的最高溫度大約是115℃．

點評 本題屬于物理知識在生活中的實際應(yīng)用．計算是本題的一個易錯點，一定要注意單位的統(tǒng)一．