Question

【題目】閱讀短文，回答問題（g取10 N/kg）。

高壓鍋

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。圖甲為高壓鍋的構造，鍋蓋上有一個豎直空心柱為排氣孔，空心柱上配有限壓閥，當鍋內的氣體壓強超過安全值時，鍋內氣體就會沖開限壓閥，放出一部分水蒸氣，使鍋內氣壓減小。水的沸點t與氣壓p的關系如表一：

表一：

p/×105Pa	1.0	1.4	1.8	2.2	2.6	3.0
t/℃	100	110	120	130	140	150

在高原地區氣壓比平均氣壓要低，表二是一組高度與對應氣壓的信息：

表二：

高度h/km	0	0.4	0.8	1.4	2.1
大氣壓p/×105Pa	1.01	0.97	0.92	0.86	0.79

(1)水平桌面上的高壓鍋鍋底與水平桌面的接觸面積是400cm2，向鍋中加0.5kg的水，鍋對桌面的壓強增加_______Pa；

(2)高壓鍋排氣孔面積為0.1cm2，大氣壓強為1.0×105Pa，限壓閥的質量為0.16kg，則鍋內最高水溫可達______℃；/p>

(3)請根據表二中的數據，在圖乙中作出大氣壓隨高度變化的圖象，

（____________）

當高度為1 km時，大氣壓約為_____Pa；當高度為了3000 km時，已到了大氣層邊緣，此處的大氣壓約為_____Pa；

(4)用這種高壓鍋在西藏高原地區燒水時，要達到同樣的最高溫度，需_____（選填“增大”“減小”或“不改變”）限壓閥的質量；

(5)若在鍋蓋上再安裝一套相同的排氣孔和限壓閥、則鍋內最高水溫將________（選填“升高”“降低”或“不變”）。

Answer 1

【答案】125 140 0.9×105 0 增大 不變

【解析】

(1)[1]增加的重力

ΔG=Δmg=0.5kg×10N/kg=5N

因為在水平面上壓力等于重力，所以鍋對桌面增加的壓力

ΔF=ΔG=5N

增加的壓強

Δp==125Pa

(2)[2]限壓閥的重力

G=mg=0.16kg×10N/kg=1.6N

對排氣孔的壓力就等于其重力，即

F=G=1.6N

已知

S=0.1cm2=1×10-5m2，p0=1×105Pa

限壓閥對排氣孔的壓強

p1==1.6×105Pa

此時鍋內的氣壓

p內=p0+p1=1×105Pa+1.6×105Pa=2.6×105Pa

由表格數據可知，當氣壓為2.6×105Pa時，高壓鍋內水的溫度為140℃。

(3)[3]根據表格中的數據依次找出五個點，用線連起來，就做成了大氣壓隨高度變化的圖象，如圖所示：

[4][5]由圖象可知，當高度為1km時，大氣壓約為0.9×105Pa；當高度為3000km，已到了大氣壓的邊緣，此處幾乎沒有空氣，則此處的大氣壓約為0Pa。

(4)[6]西藏高原地區高度高，氣壓低，用這種高壓鍋在西藏高原地區燒水時，要達到同樣的最高溫度，可以增加限壓閥的質量來增大鍋內氣壓，提高水的沸點。

(5)[7]若在鍋蓋上再安裝一套相同的排氣孔和限壓閥，因高壓鍋內能夠產生的最大壓強不變，所以鍋內最高水溫將不變。