Question

7．如图1，高压锅是应用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的，图为水的沸点跟气压的关系图象．现有一个直径为24厘米，空气柱小孔的横截面积为12 mm²，限压阀的质量为84g．请你通过计算并对照图来判断：

（1）用该高压锅烧水，水温最高可以达到多少℃？（g取10N/kg，大气压值取1.0×10⁵Pa）
（2）小明在使用时发现，水沸腾后打开锅盖，水还能继续沸腾，请解释原因？水的沸点与气压有关，气压越低沸点越低．

Answer 1

分析 （1）限压阀恰好平衡时，锅内的压强最大，水温最高，此时锅内气压等于一标准大气压与限压阀对气体压强之和，根据F=pS得出等式即可求出锅内的最大气压，然后从图象上得出高压锅内最高温度；
（2）水的沸点与气压有关，气压越高沸点越高．知道标准大气压下的温度为100℃．

解答 解：
（1）锅内气压等于一标准大气压与限压阀对气体压强之和，根据p=$\frac{F}{S}$可得：p_内S=p₀S+mg，
即p_内=$\frac{{p}_{0}S+mg}{S}$=p₀+$\frac{mg}{S}$=1.0×10⁵Pa+$\frac{84×1{0}^{-3}kg×10N/kg}{12×1{0}^{-6}{m}^{2}}$=1.7×10⁵Pa，由图可知，水温最高可达115℃左右；
（2）水的沸点与气压有关，气压越低沸点越低，水沸腾后打开锅盖，水面上的气压减小，水还能继续沸腾．
故答案为：（1）水温最高可以达到115℃左右；（2）水的沸点与气压有关，气压越低沸点越低．

点评 本题考查了学生对压强公式的理解和运用，会计算高压锅内的气压、从沸点-气压图象搜集信息，注意单位换算．