题目内容

8.如图1,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.小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为72g,(一个标准大气压约为1.0×105pa,π=3,g=10N/kg),问:

(1)安全阀所受重力.
(2)安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强.
(3)当高压锅内气压增大到某一值时,锅内气体就能自动顶开安全阀放气.在外界为标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少?
(4)对照图2所示水的沸点与气压的关系图线,说明利用这种高压锅烧煮食物时,可以达到的最高温度大约是多少?
(5)简要说出高压锅能加热到100℃以上的物理原理.

分析 (1)(2)先算出安全阀的重力,然后算出气孔的面积,最后根据压强公式p=$\frac{F}{S}$计算压强;
(3)锅内气压应该是一标准大气压与安全阀压强之和;
(4)知道了锅内气压,对照图象,就可以找出锅内的最高温度;
(5)液体上方气压越大,液体沸点越高.

解答 解:
(1)安全阀所受重力:G=mg=0.072kg×10N/kg=0.72N;
(2)安全阀对气孔的压力等于自身的重力,即:F=G=0.72N,
气孔的横截面积:$S=\frac{{π{d^2}}}{4}$,
安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{4G}{π{d}^{2}}$=$\frac{4×0.72N}{3×(0.004m)^{2}}$=0.6×105Pa;
(3)高压锅内气体的压强等于安全阀对气孔的压强与大气压强之和,
所以,该高压锅内的气体能达到的最大压强:
pm=p0+p=1.0×105Pa+0.6×105Pa=1.6×105Pa;
(4)由图可知,锅内气压达到最高时,温度约为115℃;
(5)锅内液体上方的气压越大,沸点越高;当锅内气压高于1个标准大气压时,水的沸点高于100℃. 
答:(1)安全阀所受重力为0.72N.
(2)安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强为.6×105Pa.
(3)在外界为标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最大压强是1.6×105Pa;
(4)利用这种高压锅烧煮食物时,可以达到的最高温度大约是115℃;
(5)锅内液体上方的气压越大,沸点越高;当锅内气压高于1个标准大气压时,水的沸点高于100℃.

点评 本题属于物理知识在生活中的实际应用,考查了压强公式的应用,计算是本题的一个易错点,一定要注意单位的统一.

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