Question

15．如圖所示，高壓鍋的鍋蓋通過(guò)幾個(gè)牙齒似的鍋齒鑲嵌旋緊，鍋蓋與鍋之間有橡皮制的密封圈，不會(huì)漏氣，鍋蓋上有一排氣孔，上面套類似砝碼的限壓閥，將排氣孔堵�。�當(dāng)加熱高壓鍋，鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大到一定程度時(shí)，氣體就把限壓閥頂起來(lái)，蒸汽即從排氣孔排出鍋外．已知某高壓鍋的限壓閥的質(zhì)量為0.1kg，排氣孔直徑為0.3cm，則鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá)多少？設(shè)壓強(qiáng)每增加2.7cmHg，水的沸點(diǎn)相應(yīng)增加1℃，則鍋內(nèi)的最高溫度可達(dá)多高？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)限壓閥要被頂起時(shí)，鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)最大，對(duì)限壓閥列平衡方程即可求解；
（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

解答 解：當(dāng)限壓閥要被頂起時(shí)，鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)最大為P_m，
對(duì)限壓閥由平衡得：P_mS=P₀S+mg
帶入數(shù)據(jù)解得：Pm=2.4×10⁵Pa
鍋內(nèi)壓強(qiáng)增加了：
△P=P_m-P₀=2.4×10⁵Pa-1×10⁵Pa=1.4×10⁵Pa，
2.7cmHg=$\frac{2.7}{76}×1{0}^{5}$=3.6×10³Pa，水的沸點(diǎn)增高：△t=$\frac{1.4×1{0}^{5}}{3.6×1{0}^{3}}$=38.9℃
所以，鍋內(nèi)溫度最高可達(dá)：t=100℃+38.9℃=138.9℃．
答：（1）鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá)2.4×10⁵Pa．（2）鍋內(nèi)的最高溫度可達(dá)138.9℃．

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(guó)際單位制單位