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.图(甲)为高压锅的构造,图(乙)为水的沸点与气压的关系图象.(g取10N/Kg,大气压

问题描述:

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.图(甲)为高压锅的构造,图(乙)为水的沸点与气压的关系图象.(g取10N/Kg,大气压为1标准大气压即105Pa).

(1)说出高压锅为什么能将食物加热到100℃以上?
(2)若高压锅出气孔的截面积约12mm2,压在出气孔上的安全阀的质量为84g.通过计算并对照图象说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?
(3)假若要把这种高压锅向*地区销售,用这种高压锅烧水时,要达到同样的最高温度,你认为需要做哪方面的改进,如何改进?

(1)高压锅是密封的,锅内水汽化形成的水蒸气不能跑出去,使锅内水面上的气压增大(大于1标准大气压),水的沸点升高(高于100℃);
(2)安全阀对出气孔产生的压力:
F=G=mg=84×10-3kg×10N/kg=0.84N.
s=12mm2=12×10-6m2
安全阀对出气孔产生的压强:
p=

F
s
0.84N
12×10−6m2
=7×104Pa,
锅内气压:
p′=1×105Pa+0.7×105Pa=1.7×105Pa.
从沸点-气压图象上得出高压锅内温度:
t=116℃.
(3)可以增加限压阀的质量来增大锅内气压,提高沸点.
答:(1)高压锅是密封的,锅内水汽化形成的水蒸气不能跑出去,使锅内水面上的气压增大,水的沸点升高;
(2)最高温度大约是116℃;
(3)增加限压阀的质量.