Question

2．如图所示为高压锅的示意图，锅盖上有一个空心柱为排气孔，空心柱上戴有一个“帽子”为限压阀．当高压锅内气体的压强超过安全值时，锅内的气体会顶起限压阀跑出一部分，使锅内气体压强减少，保证高压锅安全使用．空心柱小孔的横截面积为10mm²，大气压为1.0×10⁵Pa，高压锅工作时锅内气体最大压强为1.8×10⁵Pa．（g取10N/kg） 
（1）用高压锅烧水至沸腾时，水的温度＞100℃；（选填“＞”、“＜”或“=”）
（2）计算锅内外气体的最大压强差8×10⁴Pa；
（3）计算限压阀的质量80g．

Answer 1

分析 （1）液体的沸点与气压有关，气压越高沸点越高；
（2）知道高压锅工作时锅内气体压强和大气压，两者的差值即为锅内外气体的最大压强差；
（3）根据F=pS求出限压阀受到的压力即为限压阀的重力，根据G=mg求出限压阀的质量．

解答 解：（1）高压锅内气压大于一个标准大气压，故锅内水的沸点高于100℃，所以水的温度大于100℃；
（2）锅内外气体的最大压强差：
p=p_内-p_外=1.8×10⁵Pa-1.0×10⁵Pa=8×10⁴Pa；
（3）由p=$\frac{F}{S}$可得，限压阀的重力：
G=F=pS=0.8×10⁵Pa×10^-5m²=0.8N，
由G=mg可得，限压阀的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{0.8N}{10N/kg}$=0.08kg=80g．
故答案为：（1）＞；（2）8×10⁴；（3）80．

点评 本题考查了沸点与气压的关系以及有关压强的计算，要注意锅内气压等于大气压与限压阀产生的压强之和．