Question

10．双11活动时，蜡笔小新帮妈妈在苏宁易购中买了一个高压锅．高压锅是家庭厨房中常见的炊具，利用它可以将食物加热到100℃以上．它省时高效，深受消费者欢迎．
（1）小新测得这个锅盖直径为24厘米，高压锅的安全阀的质量为121克，排气孔的横截面积为11毫米²，如果用它煮水消毒，根据下面的沸点与压强关系的表格，请你写出计算过程算出这个高压锅内水能达到的最高温度大约是多少℃？
（当时的大气压为1.01×10⁵帕）

T/℃	90	100	105	105	110	112	114	116	118	120	122	124	126	128	130
P/千帕	70	101	121	121	143	154	163	175	187	199	211	226	239	258	270

（2）小新在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞，致使高压锅爆炸的报道后，给厂家提出了一个增加易熔片（熔点较低的合金材料）的改进建议．现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔（如图）．试说明小新建议的科学道理．

Answer 1

分析 （1）由题意可知，要想知道高压锅内的最高温度，需要首先计算高压锅内的气压有多大．高压锅内的气压与大气压+限压阀产生的压强之和平衡．根据这一思路进行计算即可．
（2）易熔片的熔点低，这样它就能及时的熔化，锅内气体便可以从放气孔出来，锅内气压就会减小，防止出现爆炸．

解答 解：（1）限压阀排气孔的作用面积：S=11mm²=11×10^-6m²，
限压阀的重力：G=mg=0.121kg×10N/kg=1.21N，
限压阀内气压=大气压+限压阀重力产生的压强，因此得，p=p₀+$\frac{G}{S}$=1.01×10⁵Pa+$\frac{1.21N}{11×1{0}^{-6}{m}^{2}}$=2.11×10⁵Pa，
从表中查出，锅内温度约为122℃．
（2）高压锅一旦安全阀失效，锅内气压过大，锅内温度也随之升高，当温度达到易熔片的熔点时，再继续加热易熔片就会熔化，锅内气体便从放气孔喷出，使锅内气压减小，从而防止爆炸事故发生．
答：（1）这个高压锅内水能达到的最高温度大约是122℃；
（2）高压锅一旦安全阀失效，锅内气体压强过大，温度也随之升高，当温度达到易熔片的熔点时，再继续加热，易熔片开始熔化，锅内气体便从气孔喷出，使锅内气压减小，从而防止爆炸事故发生．

点评 此题考查压强的大小计算，解决此题时，搞清锅内气压与外界压强是平衡的非常重要．外界压强又来自大气压和限阀自身的压强，这样才能找到解决的途径．