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家庭常用的高压锅(图甲)与普通锅主要不同之处在于它的密封性好.图乙是高压锅的结构示意图.它的盖子是有三个小孔,带有活塞的气孔1使锅内与外界连通,此时锅内气压与外界大气压

题目详情
家庭常用的高压锅(图甲)与普通锅主要不同之处在于它的密封性好.图乙是高压锅的结构示意图.它的盖子是有三个小孔,带有活塞的气孔1使锅内与外界连通,此时锅内气压与外界大气压相等(外界大气压为1.0×105pa).当锅内温度升高至100℃时,锅内气体会把气孔1的活塞顶起,这时锅被密封.锅内温度继续升高,气体压强增大,当压强增至最大值时,气体就会冲开气孔2上的限压阀.气孔3正常情况下无作用,图乙中未画出.设锅内气压每增加3.6×103pa,水的沸点相应增加1℃.锅内水的初始温度为20℃.限压力阀被冲开前,锅内水在升温阶段单位时间内升高的温度相同.
作业搜
(1)锅内温度升高到110℃时,锅内的气压是多大?
(2)此高压锅限压阀的质量为70g,气孔2的面积为7mm2,则锅内的最高温度可达多少?
(3)若“压强每增加3.6×103pa,水的沸点相应增加1℃”这一条件以及限压阀的质量和气孔2的面积未知,请用一只手表及题中的其他条件,估测出锅内的最高温度.(说明:写出锅内最高温度的表达式,并指出表达式中各测量量的含义.)
▼优质解答
答案和解析
(1)外界大气压p0=1.0×105Pa,水的沸点为100℃,△t=t2-t1=110℃-100℃=10℃,
p锅内=p0+△p=1.0×105Pa+10℃×3.6×103Pa/℃=1.36×105Pa. 
(2)限压阀质量m=70g=0.07kg
 气孔2面积S=7mm2=7×10-6m2
 设锅内最高气压为P锅内′,
 以限压阀为研究对象,则mg+P0S=P锅内′S,
 P锅内′=P0+
mg
S
=1.0×105Pa+
0.07kg×10N/kg
7×10-6m2
=2.0×105Pa.
 锅内最高温度
T=
P锅内′-P0
 
+100℃=
2.0×105Pa-1.0×105Pa
3.6×105Pa/℃
+100℃≈100.28℃.
(3)锅内最高温度T=
100℃-20℃
t
1
×t
t
2
+100℃=
t
2
t
1
×80℃+100℃,
 
t
1
:从开始加热至气孔1中活塞被顶起的时间.
 
t
2
:从活塞被顶起至限压阀被顶起的时间.
答:(1)锅内温度升高到110℃时,锅内的气压是3.7×106Pa.
(2)此高压锅限压阀的质量为70g,气孔2的面积为7mm2,则锅内的最高温度可达到100.28℃.
(3)表达式为
t
2
t
1
×80℃+100℃.
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