Question

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(fèi)者歡迎．圖（甲）為高壓鍋的構(gòu)造，圖（乙）為水的沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系圖象．（g取10N/Kg，大氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓即10⁵Pa）．
（1）說出高壓鍋為什么能將食物加熱到100℃以上？
（2）若高壓鍋出氣孔的截面積約12mm²，壓在出氣孔上的安全閥的質(zhì)量為84g．通過計算并對照圖象說明利用這種高壓鍋燒水時，最高溫度大約是多少？
（3）假若要把這種高壓鍋向西藏地區(qū)銷售，用這種高壓鍋燒水時，要達(dá)到同樣的最高溫度，你認(rèn)為需要做哪方面的改進(jìn)，如何改進(jìn)？

Answer 1

分析：（1）高壓鍋的原理：高壓鍋密封好，水沸騰時鍋內(nèi)氣壓增大，沸點(diǎn)升高，容易煮熟食物；
（2）知道安全閥的質(zhì)量，可以求安全閥對出氣孔產(chǎn)生的壓力，再利用壓強(qiáng)公式求安全閥對出氣孔產(chǎn)生的壓強(qiáng)，加上外界大氣壓，得出鍋內(nèi)氣壓，從沸點(diǎn)-氣壓圖象上得出高壓鍋內(nèi)最高溫度；
（3）西藏地區(qū)外界大氣壓低，可以增大安全閥的質(zhì)量，增大鍋內(nèi)氣壓，達(dá)到同樣的鍋內(nèi)溫度．

解答：解：（1）高壓鍋是密封的，鍋內(nèi)水汽化形成的水蒸氣不能跑出去，使鍋內(nèi)水面上的氣壓增大（大于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓），水的沸點(diǎn)升高（高于100℃）；
（2）安全閥對出氣孔產(chǎn)生的壓力：
F=G=mg=84×10^-3kg×10N/kg=0.84N．
s=12mm²=12×10^-6m²，
安全閥對出氣孔產(chǎn)生的壓強(qiáng)：
p=

F

s

=

0.84N

12×10-6m2

=7×104Pa，
鍋內(nèi)氣壓：
p′=1×10⁵Pa+0.7×10⁵Pa=1.7×10⁵Pa．
從沸點(diǎn)-氣壓圖象上得出高壓鍋內(nèi)溫度：
t=116℃．
（3）可以增加限壓閥的質(zhì)量來增大鍋內(nèi)氣壓，提高沸點(diǎn)．
答：（1）高壓鍋是密封的，鍋內(nèi)水汽化形成的水蒸氣不能跑出去，使鍋內(nèi)水面上的氣壓增大，水的沸點(diǎn)升高；
（2）最高溫度大約是116℃；
（3）增加限壓閥的質(zhì)量．

點(diǎn)評：本題考查了學(xué)生對壓強(qiáng)公式的理解和運(yùn)用，涉及到大氣壓、從沸點(diǎn)-氣壓圖象搜集信息、單位換算，知識點(diǎn)多，屬于難題．