Question

1679年法国物理学家帕平发明了高压锅,现在高压锅已被广泛使用,高压锅与普通锅不同.锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧,加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈,所以锅盖与锅体之间不会漏气,图8-2-18是压力锅的剖面图,它的盖子上有三个气孔,气孔1在常温下活塞落下,使锅内与外界连通,但在温度升高至约100 ℃时,水蒸气会把活塞冲起(此时锅内压强为1 atm),这时锅被密封,锅内温度继续升高,气体压强增大,当压强增至一定值时,气体就会冲开气压阀(气孔3正常时无作用,图中未画出),此后锅内保持一定的压强和温度.设压强每增大2.7 cmHg,水的沸点相应增大1 ℃,锅内水的初始温度为20 ℃,限压阀冲开以前水的汽化吸热不计,设升温阶段单位时间内增大的温度相同.

图8-2-18

若测得高压锅限压阀质量为m kg.排气孔直径为d cm.则锅内的最高温度可达多高?

Answer 1

解析：要使气体冲开气压阀,则锅内的气压p大于等于外界气压p₀和限压阀质量产生压强p₁的和,而气孔1刚关闭后锅内的压强为1 atm,当温度达到一定的程度时,气压强的增量Δp等于限压阀质量产生的压强时,温度达到最高,此时有:Δp=×10⁴ Pa

    温度的升高量为:Δt==×10⁴=×10⁴ ℃

    所以锅内的最高温度为:100+×10⁴ ℃.