Question

高壓鍋的鍋蓋通過幾個牙齒似的鍋齒與鍋鑲嵌旋緊，鍋蓋與鍋之間有橡皮制的密封圈，不會漏氣．鍋蓋中間有一排氣孔，上面套著類似砝碼的限壓閥將排氣孔堵住，當加熱高壓鍋（鍋內有水、食物），鍋內氣體壓強增加到一定程度時．氣體就會把限壓閥頂起來，蒸氣即可從排氣孔排出鍋外，這樣就不會因為鍋內壓強過大而造成爆炸，以確保安全（如圖1 0）．已知高壓鍋的限壓閥的質量為100.8g，
排氣孔的面積為7mm² ）．求：
①鍋內氣體的壓強最大可達多少？
②設鍋內壓強每增加3.6×10³P a，水的沸點就相應的增加1℃，則鍋內的最高溫度可達多高？（g取1 0N/k g：外界大氣壓強為1標準大氣壓，計算時取1×10⁵Pa）

Answer 1

解：①鍋內最大壓強為：
P=P₀+=1×10⁵P_a+=2.44×10⁵Pa．
②鍋內壓強增加了：
△P=P-P₀=2.44×10⁵Pa-1×10⁵Pa=1.44×10⁵Pa，
水的沸點增高：
△t==40℃，
所以，鍋內溫度最高可達：t=100℃+40℃=140℃．
答：①鍋內氣體的壓強最大可達2.44×10⁵Pa．
②鍋內的最高溫度可達140℃．
分析：（1）根據限壓閥質量求出其重力，此時重力即為壓力，利用限壓閥出氣口橫截面積求出此時壓強，再加上大氣壓的值即為鍋內氣體能達到的最大壓強．
（2）先求出鍋內壓強增加量，再根據每增加3.6×10³Pa水的沸點就相應的增加1℃求出水的沸點增加量，進而得出鍋內的最高溫度．
點評：此題涉及到大氣壓的綜合應用，重力的計算，壓強大小及其計算的等知識點，是一道物理綜合題目，要求學生要具備一定的學科綜合能力，計算時還要注意統一使用國際單位制單位．