Question

高压锅是生活中一种密闭的加热容器．锅盖中央有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制．如图所示，某高压锅锅体的内底面积为S，侧壁竖直，出气孔横截面积为S₀，限压阀质量为m₀，限压锅顶部面积为S_t（已知大气压强p₀）
（1）写出液体沸点与气压的关系；
（2）求使用高压锅时锅内气体的最大压强．

Answer 1

分析：（1）液体沸点随气压的升高而升高，随气压的降低而降低．
（2）根据限压阀质量求出其重力，此时重力即为压力，利用限压阀出气口横截面积求出此时压强，再加上大气压的值即为锅内气体能达到的最大压强．锅内最大气压等于外界大气压与限压阀产生的压强之和．

解答：解：（1）液体的沸点与大气压的关系：液体的沸点随着表面气压的增大而升高，随气压减小而降低．
（2）已知大气压强p₀，出气孔横截面积为S₀，限压阀质量为m₀，
则限压阀重力G=m₀g，
当限压阀刚要被顶起时，受力平衡，锅内气体最大压强
p=p₀+

m0g

S0

．
答：（1）液体表面气压越大，液体的沸点越高；
（2）使用高压锅时锅内气体的最大压强p=p₀+

m0g

S0

．

点评：本题通过高压锅的工作原理考查了二力平衡条件的应用，及压强、压力和质量、重力的计算，对阀门进行受力分析得出各力之间的关系，是解决此题的关键．