Question

1679年法國物理學家帕平發明了高壓鍋,現在高壓鍋已被廣泛使用,高壓鍋與普通鍋不同.鍋蓋通過幾個牙齒似的鍋齒與鍋體鑲嵌旋緊,加上鍋蓋與鍋體之間有橡皮制的密封圈,所以鍋蓋與鍋體之間不會漏氣,圖8-2-18是壓力鍋的剖面圖,它的蓋子上有三個氣孔,氣孔1在常溫下活塞落下,使鍋內與外界連通,但在溫度升高至約100 ℃時,水蒸氣會把活塞沖起(此時鍋內壓強為1 atm),這時鍋被密封,鍋內溫度繼續升高,氣體壓強增大,當壓強增至一定值時,氣體就會沖開氣壓閥(氣孔3正常時無作用,圖中未畫出),此后鍋內保持一定的壓強和溫度.設壓強每增大2.7 cmHg,水的沸點相應增大1 ℃,鍋內水的初始溫度為20 ℃,限壓閥沖開以前水的汽化吸熱不計,設升溫階段單位時間內增大的溫度相同.

圖8-2-18

若測得高壓鍋限壓閥質量為m kg.排氣孔直徑為d cm.則鍋內的最高溫度可達多高?

Answer 1

解析：要使氣體沖開氣壓閥,則鍋內的氣壓p大于等于外界氣壓p₀和限壓閥質量產生壓強p₁的和,而氣孔1剛關閉后鍋內的壓強為1 atm,當溫度達到一定的程度時,氣壓強的增量Δp等于限壓閥質量產生的壓強時,溫度達到最高,此時有:Δp=×10⁴ Pa

    溫度的升高量為:Δt==×10⁴=×10⁴ ℃

    所以鍋內的最高溫度為:100+×10⁴ ℃.