Question

【题目】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．（g取10N/Kg，大气压为1标准大气压即105Pa）．

（1）说出高压锅为什么能将食物加热到100℃以上？

（2）若高压锅出气孔的截面积约12mm2，压在出气孔上的安全阀的质量为84g．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）假若要把这种高压锅向西藏地区销售，用这种高压锅烧水时，要达到同样的最高温度，你认为需要做哪方面的改进，如何改进？

Answer 1

【答案】（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）最高温度大约是116℃；

（3）增加限压阀的质量．

【解析】

试题分析：（1）高压锅的原理：高压锅密封好，水沸腾时锅内气压增大，沸点升高，容易煮熟食物；

（2）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；

（3）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：（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（大于1标准大气压），水的沸点升高（高于100℃）；

（2）安全阀对出气孔产生的压力：

F=G=mg=84×10﹣3kg×10N/kg=0.84N．

s=12mm2=12×10﹣6m2，

安全阀对出气孔产生的压强：

，

锅内气压：

p′=1×105Pa+0.7×105Pa=1.7×105Pa．

从沸点﹣气压图象上得出高压锅内温度：

t=116℃．

（3）可以增加限压阀的质量来增大锅内气压，提高沸点．

答：（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）最高温度大约是116℃；

（3）增加限压阀的质量．