Question

16．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0.1×10⁵Pa．（大气压取1.0×10⁵ Pa）

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？

Answer 1

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，加上外界大气压，得出锅内气压，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温度：
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．
答：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，知识点多，属于难题．