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

◎ 题目

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?

图1                                                         图2

◎ 答案

(1)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(答案不唯一).
(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===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115℃.若要把这种锅向西藏地区销售,由于西藏大气压较小,要使锅内最高温度仍为115℃,锅内外压强差变大,应适当提高锅的承压能力,并适当增加安全阀的质量.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“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…”主要考查了你对  【沸点与大气压的关系】,【压强的大小及其计算】,【二力平衡的定义及条件】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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