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，限压阀被顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制。已知高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2，限压阀的质量为84g．

（1）高压锅是根据 的原理设计工作的。

（2）求使用高压锅时锅内气体最大压强。（写出计算过程）

（3）对照下图来判断：用该高压锅烧水，水温最高可以达到 ℃。（大气压值取1.0×105Pa）

 

 

Answer 1

（1）液体沸点随气压的增大而升高；（2）1.7×105Pa；（3）116℃

（2）限压阀由于自身重力能产生的压力为:F=G=mg=0.084kg×10N/kg=0.84N

限压阀自身对气孔产生的压强p=F/S=0.84N/(1.2×10-5m2 )=7×104Pa

限压阀与大气共同对高压锅产生的气压:p总=p+p0=7×104Pa+1×105Pa=1.7×105Pa

【解析】

试题分析：（1）液体的沸点与气压有关，气压越大沸点越高。高压锅是根据液体沸点随气压的增大而升高的原理设计工作的。

（2）限压阀由于自身重力能产生的压力为:F=G=mg=0.084kg×10N/kg=0.84N

限压阀自身对气孔产生的压强p=F/S=0.84N/(1.2×10-5m2 )=7×104Pa

限压阀与大气共同对高压锅产生的气压:p总=p+p0=7×104Pa+1×105Pa=1.7×105Pa

由于限压阀处于平衡状态，锅内气体最大压强和限压阀与大气共同对高压锅产生的气压相等为1.7×105Pa

（3）由水的沸点与气压的关系图像可知，当锅内气体最大压强为1.7×105Pa时，液体的沸点约为 116℃。

考点：液体沸点与气压的关系；压强的计算；图像分析