Question

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

分析：（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，最后根據壓強公示P=

F

S

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．

解答：解：（1）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）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=

F

S

=

0.8N

1.256×10-5m2

=6.4×10⁴pa；
（3）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℃．

點評：本題屬于物理知識在生活中的實際應用．計算是本題的一個易錯點，一定要注意單位的統一．