Question

【題目】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）為了防止出氣孔堵塞致使高壓鍋發生爆炸的危險，放氣孔是它的第二道安全防線．放氣孔封口是易熔片（熔點較低的合金材料），試說明采用易熔片的物理道理．
（2）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量為80g，取g=10N/kg，計算安全閥自重對出氣孔處氣體所產生的壓強．
（3）當高壓鍋內氣壓增大到某一值時，鍋內氣體就能自動頂開安全閥放氣．在外界為標準大氣壓的環境下，該高壓鍋內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

【答案】
（1）解：高壓鍋一旦安全閥失效，出氣孔就被堵塞，鍋內氣體壓強就會過大，沸點也隨之升高，當鍋內溫度達到易熔片的熔點時，再繼續加熱易熔片就開始熔化，鍋內氣體便從放氣孔噴出，使鍋內氣壓減小，從而防止爆炸事故發生
（2）解：安全閥的重力：G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N，

氣孔的面積：S=πr2=3.14×（0.002m）2=1.256×10﹣5m2

安全閥對氣孔處氣體產生的壓強：P= = =6.4×104pa

（3）解：由題意知：鍋內氣壓等于一標準大氣壓與安全閥對氣體壓強之和，則鍋內氣壓是1.0×105Pa+6.4×104pa=1.64×105pa，

對照圖象可知，當氣壓為1.64×105pa時，所對應的溫度是115℃

【解析】（1）易熔片的熔點低，這樣它就能及時的熔化，鍋內氣體便可以從放氣孔出來，鍋內氣壓就會減小，防止出現爆炸；（2）先算出安全閥的重力，然后算出氣孔的面積，最后根據壓強公式P= 計算壓強；（3）鍋內氣壓應該是一標準大氣壓與安全閥壓強之和．知道了鍋內氣壓，對照圖象，就可以找出鍋內的最高溫度．
【考點精析】本題主要考查了沸點及沸點與氣壓的關系和壓強的大小及其計算的相關知識點，需要掌握液體沸騰時的溫度叫沸點，液體的沸點與氣壓有關，液面氣壓越小沸點越低，氣壓越大沸點越高．高原地區普通鍋里煮不熟雞蛋，就是因為氣壓低，沸點低造成的．高壓鍋是利用增大液面氣壓，提高液體沸點的原理制成的；壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）才能正確解答此題．