Question

小明為了解家中高壓鍋燒水時(shí)的最高溫度，他測(cè)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(cè)上得到了如圖所示的水的沸點(diǎn)隨氣壓變化的圖象．
（1）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)合圖象可知小明家中高壓鍋燒水時(shí)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(duì)此種高壓鍋進(jìn)行改進(jìn)．需要改進(jìn)的原因是______．

Answer 1

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(duì)氣孔處氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)：P===5×10⁴pa；
由題意知：鍋內(nèi)氣壓等于一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓與安全閥對(duì)氣體壓強(qiáng)之和，則鍋內(nèi)氣壓是1.0×10⁵Pa+5×10⁴pa=1.5×10⁵pa，
對(duì)照?qǐng)D象可知，當(dāng)氣壓為1.5×10⁵pa時(shí)，所對(duì)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(wú)法達(dá)到原來(lái)的數(shù)值．要使鍋內(nèi)最高溫度仍為115℃，鍋內(nèi)外壓強(qiáng)差變大，應(yīng)適當(dāng)提高鍋的承壓能力，并適當(dāng)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(wú)法達(dá)到原來(lái)的數(shù)值．
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(qiáng)公示P=計(jì)算壓強(qiáng)；鍋內(nèi)氣壓應(yīng)該是一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓與安全閥壓強(qiáng)之和．知道了鍋內(nèi)氣壓，對(duì)照?qǐng)D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(dá)到同樣的鍋內(nèi)溫度．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)公式的理解和運(yùn)用，涉及到大氣壓、從沸點(diǎn)-氣壓圖象搜集信息、單位換算，知識(shí)點(diǎn)多，屬于難題．