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大气压强设计实验和高压锅专题1

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1 1:小明家的高压锅锅体直径为24cm,排气孔内径为4mm。小明不慎丢失了锅的限压阀,当他到商店购买时售货员告诉他,生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种,孔径相同,质量分别为100g 和60g。 1.请你根据说明书给出的数据,通过计算说明,小明应该买哪一种限压阀。(说明书标有:当大气压为105Pa 时,该锅最高温度为120℃。已知:水的沸点与压强的关系如图 1 所示,取 g =10N/kg) 2.请你说明如果买另一种限压阀,使用时会出现什么问题。 1.由图1可知,当锅内温度为120℃时,锅内压强 p=1.8×105Pa。… … 2分 此时限压阀受力:F0+G=F… … 3分 设安全阀的质量为m,则有:p0S+mg=pS … … 2分 可得:m=kg… … 2分 =0.1kg=100g… … 2分 所以,应该买质量为100g 的限压阀。 … … 2分 2.如果买了另一种质量为60g 的限压阀,使用时会出现锅内的最高气压值偏小,锅内温度不能达到120℃的后果。… … 3分 2: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. (1)请问高压锅的设计运用了哪些物理知识? (2)小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞,致使高压锅爆炸的报道后,给厂家提出了一个增加易熔片(熔点较低的合金材料)的改进建议.现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔(如图 1).试说明小明建议的物理道理. (3)小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为80g.通过计算并对照图象(图 2)说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?假若要把这种高压锅向西藏地区销售,你认为需要做哪方面的改进,如何改进? 2 答:(1)根据题干中高压锅的信息图可知高压锅的设计中用到很多物理知识,比如: 可以将食物加热到100℃以上,应用到了沸点与气压的关系; 锅内压力等于大气压力和限压阀的压力,应用了二力平衡的知识; 计算锅内温度的时候,用到压强的计算; 增加易熔片是利用熔化的知识等等. (2)高压锅一旦安全阀失效,锅内气压过大,锅内温度也随之升高,当温度达到易熔片的熔点时,再继续加热易熔片就会熔化,锅内气体便从放气孔喷出,使锅内气压减小,从而防止爆炸事故发生. (3)根据题意得:锅内压强等于大气压加限压阀产生的压强,即Pa= mg/s= 80×10-3kg×10N/Kg/3.14×22×10-6m2=0.63×105Pa 所以有:P=P0+Pm=1.01×105Pa+0.63×105Pa=1.64×105Pa 由图象可得锅内最高温度大约为...

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