Question

高压锅是生活中一种密闭的加热容器．锅盖中央有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制．如图所示，某高压锅锅体的内底面积为S，侧壁竖直，出气孔横截面积为S₀，限压阀质量为m₀，限压锅顶部面积为S_t(已知大气压强p₀)

(1)写出液体沸点与气压的关系；

(2)求使用高压锅时锅内气体的最大压强；

(3)为保证使用安全，不可随意增加限压锅质量．如果限压阀的质量增加m，请计算锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的最大作用力增大多少．

Answer 1

答案：
解析：

答案；(1)液体表面气压越大，液体的沸点越高； 　　(2)使用高压锅时锅内气体的最大压强p＝； 　　(3)锅内气体对锅盖最大压力的增加量△F′＝mg． 　　分析：(1)液体沸点随气压的升高而升高，随气压的降低而降低． 　　(2)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．锅内最大气压等于外界大气压与限压阀产生的压强之和． 　　(3)限压阀质量增加，其内部压强相应增大，内外压强平衡时，再结合作用面积的大小，可求出压力的增加量． 　　解答：解：(1)液体的沸点与大气压的关系：液体的沸点随着表面气压的增大而升高，随气压减小而降低． 　　(2)已知大气压强p0，内底面积为S，出气孔横截面积为S0，限压阀质量为m0，限压锅顶部面积为St则大气压力F0＝p0S0，限压阀重力G＝m0g， 　　当限压阀刚要被顶起时，受力平衡，此时压力F＝F0＋G＝p0S0＋m0g， 　　出气孔横截面积为S0，锅内气体最大压强 　　p＝ 　　p＝ 　　(3)锅内气体对锅盖最大压力的增加量 　　△F＝△p(S－S0)＝(S－S0)＝mg－mg 　　锅体对锅盖的最大作用力增加量为△＝△F＝mg－mg 　　因为S远大于S0，所以△＝mg 　　点评：此题涉及到大气压的综合应用，重力的计算，压强大小及其计算的等知识点，这是一道数学与物理的综合性题目，要求学生要具备一定的学科综合能力，要学会用字母表达式去表达物理量．

提示：

沸点及沸点与气压的关系；压强的大小及其计算．