Question

【題目】高壓鍋是生活中一種密閉的加熱容器，鍋蓋中央有一出氣孔，孔上蓋有限壓閥，當鍋內氣壓達到限定值時，限壓閥被頂起放出部分氣體，實現了對鍋內氣體壓強的控制。已知高壓鍋蓋出氣孔的橫截面積為12mm2，限壓閥的質量為84g．（大氣壓值取1.0×105Pa）

（1）說出高壓鍋為什么能將食物加熱到100℃以上？

（2）求使用高壓鍋時鍋內氣體最大壓強？對照圖可知該高壓鍋燒水，水溫最高可以達到多少？（寫出計算過程）

（3）如果要把這種高壓鍋向西藏地區銷售，用這高壓鍋燒水時，要達到同樣的最高溫度，你認為需做哪些改進，如何改進？（舉一例）

Answer 1

【答案】（1）高壓鍋是密封的，鍋內水汽化形成的水蒸氣不能跑出去，使鍋內水面上的氣壓增大，水的沸點升高；（2）116℃；（3）增加限壓閥的質量。

【解析】

(1)高壓鍋是密封的,鍋內水汽化形成的水蒸氣不能跑出去,使鍋內水面上的氣壓增大(大于1標準大氣壓),水的沸點升高(高于100℃)；(2)安全閥對出氣孔產生的壓力：F＝G＝mg＝84×103kg×10N/kg＝0.84N.s＝12mm2＝12×106m2，安全閥對出氣孔產生的壓強：p＝＝0.7×105Pa，鍋內氣壓：p′＝1×105Pa+0.7×105Pa＝1.7×105Pa.，從沸點氣壓圖象上得出高壓鍋內溫度：t＝116℃。(3) 西藏地區外界大氣壓低，可以增加限壓閥的質量來增大鍋內氣壓，提高沸點。