如图1所示高压锅的示意图.锅盖上有一个空心柱为排气孔.空心柱上戴着一个帽子为限压阀.当高压锅内气体的压强超过安全值时.锅内气体就会冲开限压阀.气体跑出一部分.使锅内气体减小．限压阀旁边还有一个安全阀.它的作用是当排气孔被锅内的食物堵塞时.高温高压的水蒸汽能将安全阀中的易熔片熔化.气体排放而防止高压锅的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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13．如图1所示高压锅的示意图，锅盖上有一个空心柱为排气孔，空心柱上戴着一个帽子为限压阀，当高压锅内气体的压强超过安全值时，锅内气体就会冲开限压阀，气体跑出一部分，使锅内气体减小．限压阀旁边还有一个安全阀，它的作用是当排气孔被锅内的食物堵塞时，高温高压的水蒸汽能将安全阀中的易熔片熔化，气体排放而防止高压锅的爆炸，现有一个直径为24厘米，空心柱小孔的横截面积为12毫米²，限压阀的质量为80克的高压锅，要用它来煮饭，若当时的大气压为1.0×10⁵Pa．
（1）用高压锅煮饭能熟得更快的原理是什么？
（2）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？
（3）若如图某型号的高压锅的锅盖面积为450cm²，当锅内水蒸气的温度达到110℃时，锅身和锅盖的接圈处要承受的作用力为多大？
（4）假期要把这种高压锅向西藏高原地区销售，你认为需要做哪方面改进，如何改进？

分析（1）液体的沸点随气压的升高而增大；
（2）知道安全阀的质量，可以求安全阀对出气孔产生的压力，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；
（3）根据F=pS计算锅内气体对锅盖的作用力；
（4）西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）高压锅是密封的，锅内水汽化形成的水蒸气不能跑出去，使锅内水面上的气压增大，水的沸点升高；
（2）安全阀对出气孔产生的压力：
F=G=mg=80×10^-3kg×10N/kg=0.8N，
安全阀对出气孔产生的压强：
P=$\frac{F}{S}$=$\frac{0.8N}{12×1{0}^{-6}{m}^{2}}$≈0.67×10⁵Pa，
锅内气压：
P_锅=P+P₀=1×10⁵Pa+0.67×10⁵Pa=1.67×10⁵Pa．
从沸点-气压图象上得出高压锅内温度：t≈116℃；
（3）根据p=$\frac{F}{S}$可知锅内气体对锅盖的作用力：
F_压=pS_锅盖=1.67×10⁵Pa×4.5×10^-2m²=7.515×10³N；
（4）西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）液体的沸点随气压的升高而升高；
（2）利用这种高压锅烧水时，最高温度大约是116℃；
（3）锅身和锅盖的接圈处要承受的作用力为7.515×10³N；
（4）增加限压阀的质量来增大锅内气压，提高沸点．

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，属于中等题．

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