Question

【題目】家庭常用的高壓鍋與普通鍋主要不同之處在于它的密封性好．圖乙是高壓鍋的結構示意圖，它的蓋子上有三個氣孔，帶有活塞的氣孔l 使鍋內與外界連通，此時鍋內氣壓與外界大氣壓相等（外界大氣壓為1.0×105Pa）．當鍋內溫度升高至100℃時，鍋內氣體會把氣孔1 的活塞頂起，這時鍋被密封．鍋內溫度繼續升高，氣體壓強增大，當壓強增至最大值時，氣體就會沖開氣孔 2 上的限壓閥．氣孔 3 正常情況下無作用，圖乙中未畫出．設鍋內氣壓每增加3.6×103Pa，水的沸點相應增加1℃．
（1）鍋內溫度升高到110℃時，鍋內的氣壓是多大？
（2）此高壓鍋限壓閥的質量為70g，氣孔2 的面積為7mm2 ． 則鍋內的最高溫度可達到多少？（g 取10N/kg，結果保留整數）
（3）假如把這種高壓鍋向西藏地區銷售，你認為需要做哪方面的改進，如何改進？

Answer 1

【答案】
（1）解：外界大氣壓p0=1.0×105Pa，水的沸點為100℃，△t=t2﹣t1=110℃﹣100℃=10℃

p鍋內=p0+△p=1.0×105Pa+10℃×3.6×103Pa/℃=1.36×105Pa

（2）解：限壓閥質量m=70g=0.07kg，

氣孔2面積S=7mm2=7×10﹣6m2，

設鍋內最高氣壓為p鍋內′，

以限壓閥為研究對象，則mg+p0S=p鍋內′S，

p'鍋內=p0+ =1.0×105Pa+ =2.0×105Pa，

鍋內最高溫度T為：

T= +100℃= +100℃≈128℃

（3）解：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
【解析】（1）已知鍋內氣壓每增加3.6×103Pa，水的沸點相應增加1℃，據此可求出變化的溫度，再根據鍋內氣壓等于大氣壓加上變化的氣壓；（2）根據高壓鍋限壓閥的質量和氣孔2的面積，以限壓閥為研究對象，則有mg+p0S=p'鍋內S，然后可求出的壓強p'鍋內最后根據最高氣壓求出最高溫度；（3）西藏地區外界大氣壓低，可以增大安全閥的質量，增大鍋內氣壓，達到同樣的鍋內溫度．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解壓強的大小及其計算的相關知識，掌握壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）．