家庭常用的高压锅(图*)与普通锅主要不同之处在于它的密封*好。图乙是高压锅的结构示意图,它的盖子上有三个气孔,...
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家庭常用的高压锅(图*)与普通锅主要不同之处在于它的密封*好。图乙是高压锅的结构示意图,它的盖子上有三个气孔,带有活塞的气孔l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。
(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到多少?(结果保留整数)
(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和气孔2的面积均未知,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)。
【回答】
(1);(2);(3),其中是从开始加热至气孔1中活塞被顶起的时间,是从活塞被顶起至限压阀被顶起的时间。
【详解】
(1)由题意可知,外界大气压是,这时水的沸点是100℃,当锅内温度升高到110℃时,温度变化量是
锅内的气压是
;
(2)高压锅限压阀的质量是
气孔2的面积是
设锅内最高气压是,对限压阀受力分析,可知
可解得
则锅内最高温度是
;
(3)由题意可知,锅内最高温度是
是用手表计算时间,从开始加热至气孔1中活塞被顶起的时间;是用手表计算时间,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;(2)锅内的最高温度约可达到;(3)锅内的最高温度是,其中是从开始加热至气孔1中活塞被顶起的时间,是从活塞被顶起至限压阀被顶起的时间。
知识点:大气压强
题型:计算题
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