Question

有一家用高壓鍋直徑為24cm，鍋蓋上排氣孔的直徑為0.3cm，排氣孔上套有限壓閥，閥的質量為0.1kg．已知壓強每增加3.6kPa，水的沸點相應升高1℃，環境大氣壓強為10⁵Pa．則鍋內氣體的壓強可達

 

Pa，鍋內水的最高溫度為

 

℃．

Answer 1

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．

解答：解：（1）鍋內最大壓強為：
P=P₀+

mg

S

=1×10⁵P_a+

0.1×10

1 4 ×3.14×0.0032

Pa≈2.42×10⁵Pa．
（2）鍋內壓強增加了：
△P=P-P₀=2.42×10⁵Pa-1×10⁵Pa=1.42×10⁵Pa，
水的沸點增高：
△t=

1.42×105Pa

3.6×103Pa/°C

≈39.4°C
所以，鍋內溫度最高可達：t=100℃+39.4℃=139.4℃．
故答案為：2.42×10⁵，139.4．

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．