Question

小明為了解家中高壓鍋燒水時的最高溫度，他測量了高壓鍋出氣孔的橫截面積（S=1.6×10^-5m²）和壓在出氣孔上的安全閥的質(zhì)量（m=80g），并從物理手冊上得到了如圖所示的水的沸點隨氣壓變化的圖象．
（1）根據(jù)測量數(shù)據(jù)結(jié)合圖象可知小明家中高壓鍋燒水時的最高溫度為______℃．（外界大氣壓為1.0×10⁵Pa，g取10N/kg）
（2）假若要把這種高壓鍋向西藏高原地區(qū)銷售，需要對此種高壓鍋進行改進．需要改進的原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）先算出安全閥的重力，然后算出氣孔的面積，最后根據(jù)壓強公示P=計算壓強；鍋內(nèi)氣壓應(yīng)該是一標準大氣壓與安全閥壓強之和．知道了鍋內(nèi)氣壓，對照圖象，就可以找出鍋內(nèi)的最高溫度．
（2）西藏地區(qū)外界大氣壓低，可以增大安全閥的質(zhì)量，增大鍋內(nèi)氣壓，達到同樣的鍋內(nèi)溫度．
解答：解：（1）安全閥的重力：G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N，
氣孔的面積：S=1.6×10^-5m²；
安全閥對氣孔處氣體產(chǎn)生的壓強：P===5×10⁴pa；
由題意知：鍋內(nèi)氣壓等于一標準大氣壓與安全閥對氣體壓強之和，則鍋內(nèi)氣壓是1.0×10⁵Pa+5×10⁴pa=1.5×10⁵pa，
對照圖象可知，當氣壓為1.5×10⁵pa時，所對應(yīng)的溫度是115℃．
（2）若要把這種鍋向西藏地區(qū)銷售，由于西藏大氣壓較小，鍋內(nèi)氣壓無法達到原來的數(shù)值．要使鍋內(nèi)最高溫度仍為115℃，鍋內(nèi)外壓強差變大，應(yīng)適當提高鍋的承壓能力，并適當增加安全閥的質(zhì)量．
故答案為：（1）115，（2）西藏高原地區(qū)氣壓低，鍋內(nèi)氣壓無法達到原來的數(shù)值．
點評：本題考查了學生對壓強公式的理解和運用，涉及到大氣壓、從沸點-氣壓圖象搜集信息、單位換算，知識點多，屬于難題．