Question

【题目】家庭常用的高压锅与普通锅主要不同之处在于它的密封性好．图乙是高压锅的结构示意图，它的盖子上有三个气孔，带有活塞的气孔l 使锅内与外界连通，此时锅内气压与外界大气压相等（外界大气压为1.0×105Pa）．当锅内温度升高至100℃时，锅内气体会把气孔1 的活塞顶起，这时锅被密封．锅内温度继续升高，气体压强增大，当压强增至最大值时，气体就会冲开气孔 2 上的限压阀．气孔 3 正常情况下无作用，图乙中未画出．设锅内气压每增加3.6×103Pa，水的沸点相应增加1℃．
（1）锅内温度升高到110℃时，锅内的气压是多大？
（2）此高压锅限压阀的质量为70g，气孔2 的面积为7mm2 ． 则锅内的最高温度可达到多少？（g 取10N/kg，结果保留整数）
（3）假如把这种高压锅向西藏地区销售，你认为需要做哪方面的改进，如何改进？

Answer 1

【答案】
（1）解：外界大气压p0=1.0×105Pa，水的沸点为100℃，△t=t2﹣t1=110℃﹣100℃=10℃

p锅内=p0+△p=1.0×105Pa+10℃×3.6×103Pa/℃=1.36×105Pa

（2）解：限压阀质量m=70g=0.07kg，

气孔2面积S=7mm2=7×10﹣6m2，

设锅内最高气压为p锅内′，

以限压阀为研究对象，则mg+p0S=p锅内′S，

p'锅内=p0+ =1.0×105Pa+ =2.0×105Pa，

锅内最高温度T为：

T= +100℃= +100℃≈128℃

（3）解：西藏地区外界大气压低，可以增加限压阀的质量来增大锅内气压，提高沸点
【解析】（1）已知锅内气压每增加3.6×103Pa，水的沸点相应增加1℃，据此可求出变化的温度，再根据锅内气压等于大气压加上变化的气压；（2）根据高压锅限压阀的质量和气孔2的面积，以限压阀为研究对象，则有mg+p0S=p'锅内S，然后可求出的压强p'锅内最后根据最高气压求出最高温度；（3）西藏地区外界大气压低，可以增大安全阀的质量，增大锅内气压，达到同样的锅内温度．
【考点精析】解答此题的关键在于理解压强的大小及其计算的相关知识，掌握压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）．