题目内容

3.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.图甲为高压锅的构造,图乙为水的沸点与气压的关系图象,气压每一格为105Pa.

(1)若高压锅出气孔的横截面积约为l2毫米2,压在出气孔上的限压阀的质量为84克.通过计算并对照图象说明,利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?
(2)若要把这种高压锅销售到两藏地区,在保证高压锅安全使用的前提下,用这种高压锅烧水时,要达到同样的最高温度.你认为需要怎样改进?

分析 ①知道安全阀的质量,可以求安全阀对出气孔产生的压力,再利用压强公式求安全阀对出气孔产生的压强,则从受力分析考虑可知:锅内气压应该等于一标准大气压与安全阀压强之和;从沸点-气压图象上得出高压锅内最高温度;
②两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.

解答 解:
①安全阀对出气孔产生的压力:F=G=mg=84×10-3kg×10N/kg=0.84N,
受力面积:S=12mm2=1.2×10-5m2,
安全阀对出气孔产生的压强:
p=$\frac{F}{S}=\frac{0.84N}{1.2×1{0}^{-5}{m}^{2}}$=7×104pa
锅内最高气压:p′=p0+p=1.0×105Pa+7×104Pa=1.7×105Pa,
从沸点-气压图象上得出高压锅内最高温度大约是:t=116℃.
②两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.
故答案为:①最高温度大约是116℃;②增加限压阀的质量.

点评 本题考查了学生对压强公式的理解和运用,涉及到大气压、从沸点-气压图象搜集信息、单位换算等知识点,属于难题.

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