[题目]压力锅的构造如图甲所示.锅体一般用不锈钢做成.锅盖上装有安全泄气阀.使用时锅盖密封不透气.当锅底加热时.锅内的水蒸发.使得锅内的气体压力增大.因而升高水的沸点.达到快煮的功效.安全泄气阀的作用在于保障锅内气体的压力维持在设定值.假设锅内的容量为2L,安全泄气阀的压力设定值为5atm.起始时锅内装有1L的水.水面上的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】压力锅的构造如图甲所示，锅体一般用不锈钢做成，锅盖上装有安全泄气阀，使用时锅盖密封不透气。当锅底加热时，锅内的水蒸发，使得锅内的气体压力增大，因而升高水的沸点，达到快煮的功效。安全泄气阀的作用在于保障锅内气体的压力维持在设定值。

假设锅内的容量为2L,安全泄气阀的压力设定值为5atm，起始时锅内装有1L的水，水面上的空气压力为latm（空气内所含的微量水蒸气压力极低，可忽略不计），室温为25℃。今将锅盖封紧，在锅底面加热，在不泄气的状况下，锅内的水温最高可达多少摄氏度（℃）?有多少克的水被蒸发？（容器及其内的水的体积热膨胀可忽略不计。）[注：气体常数为0.082atm·L/（mol·Κ）]

水蒸气在不同温度的饱和蒸汽压列表如下：

【答案】若无泄气，则只有2g的水蒸发，但水温可达140℃。

【解析】

设起始时锅内空气分子的摩尔数为，由理想气体方程式计算如下：

，

代入数据解得。

达到平衡状态时，设有的水蒸发，其分压为；当时空气的分压为，混合气体所占的体积为，温度为,则

，①

，②

。③

由于蒸发的水量很小，又容器及其内的水的体积热膨胀可忽略不计，所以

利用上述三式可得

。④

利用④式和表中所列水的饱和蒸汽压——温度的关系教据。应用图解法（图乙）可得

，

。

将上值代入⑤式，进而可解得

，。

若无泄气，则只有2g的水蒸发，但水温可达140℃。

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