Question

18．高压锅有很好的密封性，基本上不会漏气．锅盖中间有一个排气孔，上面套有类似砝码的限压阀，将排气孔堵住．当给高压锅加热时，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就能把限压阀顶起来，部分蒸汽从排气孔排出锅外，已知某高压锅的限压阀的质量是0.1kg，排气孔直径为0.3cm，则锅内气体的压强最大可达多少？已知压强每增加3.5×10³ Pa，水的沸点相应增加1℃，则这只高压锅内能达到的最高温度是多少？（g取10m/s²，大气压强p₀=1.013×10⁵ Pa）

Answer 1

分析 （1）根据限压阀质量求出其重力，此时重力即为压力，利用限压阀出气口横截面积求出此时压强，再加上大气压的值即为锅内气体能达到的最大压强．
（2）先求出锅内压强增加量，再根据每增加3.5×10³Pa水的沸点就相应的增加1℃求出水的沸点增加量，进而得出锅内的最高温度．

解答 解：（1）锅内最大压强为：$P={P}_{0}+\frac{mg}{S}$=1.013×10⁵+$\frac{1}{3.14×0.001{5}^{2}}$Pa≈2.4×10⁵Pa．
（2）锅内压强增加了：
△P=P-P₀=2.4×10⁵Pa-1×10⁵Pa=1.4×10⁵Pa，
水的沸点增高：△t=$\frac{1.4×1{0}^{5}}{3.5×1{0}^{3}}$=40°C．
所以，锅内温度最高可达：t=100℃+40℃=140℃．
答：锅内气体的压强最大可达2.4×10⁵Pa；这只高压锅内能达到的最高温度是140°C．

点评 此题涉及到大气压的综合应用，重力的计算，压强大小及其计算等知识点，是一道物理综合题目，要求学生要具备一定的学科综合能力，计算时还要注意统一使用国际单位制单位．