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1、例1.高压锅的直径是 24cm,限压阀直径为 4mm限压阀质量为 64g，使用时，高压锅内外最大压强差是多大？锅内最大压强是多大?55【答案】（1 ）PFFn/Sm=G/S=mg/S, pm= x iopa P 内=R+Pp 内=乂 10 Pa例2家庭常用的高压锅与普通锅主要不同之处在于它的密闭性好。（1）为了防止岀气孔堵塞致使高压锅爆炸的危险，放气孔是它的第二道安全防线。放气孔是易容片（熔点较低的合金材料）,试说明采用易容片的物理道理。（2 ）小明测得家中高压锅岀气孔的直径为4mm压在岀气孔上的安全阀的质量为 80g，取g=10N/kg。计算安全阀自重对岀气孔处气体所产生的压强。？【答案】（
2、1 ）随着高压锅内的气压越来越高，高压锅内部的温度也越来越高，引起易容片 的熔化，从而打开了放气孔，放出了多余的气体，减小了锅内的压力，避免发生爆炸。2（2） P=F/S，F=G=mgX 10N/Kg=，S=n r =x 2P=F/S=例3高压锅内径为24厘米，锅盖上的限压岀气口的面积为7平方毫米，限压阀的质量为克，求:（1） 使用时，锅内气体的压强最大可达多少？ （2）设锅内压强每增加4000帕，水的沸点就相应地增加1C,则锅内的最高温度可达多高？（g=10N/Kg,外界大气压强100000帕）-6 2【答案】（1） P 内=卩外+P 阀=100000 Pa + x 10N/Kg/7 x 1
3、0 m=244000Pa（2 ） P=P内-P 外=244000 Pa -100000 Pa =144000 Pa n= P/P =144000/4000=36t 最高=t+ t=100 C +36 C =136 C例4高压锅是应用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的.已知高压锅盖岀气孔的横截面积为12mm限压阀的质量为 84g.用该高压锅烧水，水温最高可以到达多少 ？（g取10N/kg,大气,5压取x 10 Pa.）【答案】 压强差个标准大气压，锅内（+）个标准大气压，温度102C。例5家庭常用的高压锅（图甲）与普通锅主要不同之处在于它的密闭性好。图乙是高压锅的结构示意图，它的盖子上有三
4、个气孔，带有活塞的气孔1使锅内与外界连通，此时锅内气压与外界大气压强相等（外界大气压为x105Pa），当锅内温度升高至 100C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，图乙中未画岀。设锅内气压每增加x103Pa，水的沸点相应增加 1C。锅内水的初始温度为20C。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。求：（1 ）锅内温度升高到 110 C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7mm,则锅内的最高温度可达到多少？（g取10N
5、/kg，结果保留整数）（3）若“压强每增加x 103Pa，水的沸点相应增加 1C”这一条件以及限压阀的质量 和气孔2的面积均未知，请用一只手表及题中的其他条件，估测岀锅内的最高温度。（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。）【答案】（1）外界大气压 Pc=10 x 105pa，水的沸点为100 C t=t 2-t 1=110C -100 C =10Cp锅内 =P0+A p（2）限压阀质量 = S =。血?， 气孔2面积$=仏存=7 X设锅内最高气压为戸窖內，以限压阀为研究对象，则 锅内最高温度：从开始加热至气孔 i中活塞被顶起的时间：从活塞被顶起至限压阀被顶起的时间例3
6、.小明同学家的高压锅盖上标有“XX铝制厂18Cm压力锅”字样，他测岀限压阀质量70g，排气孔横截面积10 mm2问：（1）、高压锅工作时，内部水蒸气压强最大为多大？ （2）、如果锅盖面积260cm2,则它能承受的压力至少为多大时才能保证安全？（大气压P= 1 x 105 Pa, g取kg）（3）、对照表格，说明高压锅内部水沸腾的最高温度是多少？（表格实质性内容：大气压为时，沸点为110，大气压为时，沸点为115。）【答案】（1）当“高压锅工作时，设内部水蒸气压强最大为”P.限压阀形成的压强 P1=F/S=G/S=mg/s= x kg/10 x 10-6m=68600Pa故 P=P+P1=1 x
7、 105 Pa+68600Pa=168600Pa（2） 锅盖承受的压力，来自内部的气压力，及外面的大气压力，两者方向相反.因此，锅盖要额外承受的压力 F, F =（ P-P ） S =68600PaX 260 X 10-4卅=牛顿（3） 高压锅内部水沸腾的最高温度超过115度。大概122度。随堂练习高压锅直径为24Cm限压岀气口直径为，限压阀质量为100g,使用时高压锅内外最大压强差为多少？锅盖与锅的接口处应至少能承受多大的力才行？【答案】 P=P 内-P 外=P 阀=mg/s= x Kg/=F=A PS =x =4608N例4.下图高压锅示意图：锅盖上有一个空心柱为排气孔，空心柱上戴着一个帽
8、子为限压阀。 当高压锅内气体的压强超过安全值时，锅内的气体就会冲开限压阀，气体跑出一部分，使锅内气体的压强减小。现有一个直径为24cm,空心柱小孔的横截面积为10m金限压阀的质量为100g的高压锅炉，要用它来煮饭。若当时的大气压为x 105Pa。（g取10NTkg）问：（1）此高压锅内气体能达到的最大压强为多少?（2）经商品质量检测部门检测，此高压锅内气体的5最大压强不能超过x 10 Pa。要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能不能继使用?若不能，应该再配备一个多大质量的限压阀？ （ g取10N/Kg）【答案】（1 ）设外界大气压为p。，而限压阀产生压强为pm,锅内气体压强亠；*rrrf
9、nr（2）由于- 1 ，要使此高压锅继续使用，必须减少，片=巩+咕孔p由-t可知，外界大气压强不变， 要减少“，必须减少限压阀的质量。随堂练习小明家的高压锅锅体直径为24cm,排气孔内径为 4mm小明不慎丢失了锅的限压阀，当他到商店购买时售货员告诉他，生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种，孔径相同，质量分别为100g和60g。( 1):水的沸点与压强的关系如图所示，取g =10N/kg) (2)请你说明如果买另一种限压阀，使用时会岀现什么问题。5(1 )由图可知，当锅内温度为120 C时，锅内压强 p=x 10 Pa。此时限压阀受力：Fo+G=F，设安全阀的质量为 m则有：poS+mg=pS可得
10、：m=f1。kg=100g所以，应该买质量为100g的限压阀。(2)如果买了另一种质量为 60g的限压阀，使用时会岀现锅内的最高气压值偏小，锅内温度不 能达到120 C的后果。强化练习1. 用物理知识解释高压锅煮饭熟得快的道理。【答案】高压锅是密封的， 液面上气压较高， 水的沸点也升高， 能达到较高的温度，所以熟得快。2. 测得一个24厘米高压锅的限压阀的质量为千克，排气孔的内径为3毫米。如果用它煮水消毒，根据下面水的沸点与压强关系的表格，这个高压锅内的最高温度大约是多少？【答案】4(1)G - wgG(3)综上：代入数值p = x 105帕(5)，从表中查出，锅内温度约为126 C。评分标准
11、：本题 6分，(1)、(2)、(3)、(4)、(5)式各1分，答出锅内温度再给 1分，(温 度为126 C127 C的都给分)。3. 小杰家的压力锅盖上标有“XX铝制品厂24公分压力锅”的字样。他测得限压阀的质量是100克，排气孔的直径为3毫米，这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强相当于大 气压的多少倍？锅盖至少要能承受多大压力才能保证安全？(大气压强为x105帕)【答案】排气孔的面积 S=n r2=n d2/4，锅内最大压强是大气压强的倍。锅盖的有效面积为： 8 =n D/4，锅盖至少要能承受的压力等于锅内外的压力差：4. 盛夏时分，“小问号”王欣同学在打开冰箱取饮料时，突然脑海里浮出一
12、个问题：为什么每次开冰箱门都比较费力 ？通过仔细观察他发现打开冰箱门时，冰箱里的冷空气出来，外 面的热空气进去.当冰箱门重新关上后，就将这部分热空气也关在了里面，箱内热空气冷却收缩.压强减小王欣判断这应该是开冰箱门费力的一个原因。若冰箱门长为宽为冰箱外的气压为1X 10 5? Pa，设冰箱内部与外部的气压相差1/1000，求：(1)冰箱内气体压强多少？ 冰箱内、外气体对门的压力各是多少？(3)冰箱门受到的内外压力差相当于质量为多少的物体受到的重力大小?(g=10N / kg)【答案】(1) L (2)冰箱门的面积-:-(3)冰箱门受到的内外压力差为：I 八？?由 =，此压力相当于质量为 聊的物
13、体所受重力? ?5. 已知高压锅的限压阀的质量为 g，排气孔的面积为7mm.求：（1）锅内气体的压强最大 可达多少？（2）设锅内压强每增加x 103Pa,水的沸点就相应的增加 1C,则锅内的最高温度 可达多高？（g取10N/kg ；外界大气压强为1标准大气压，计算时取 1x 105Pa）【答案】（1）锅内最大压强为：p=po+mg/S=1x 10Pa+x 10）/7 x 10- =x 10 Pa.（2）锅增加压强为 p=p-p o= x 105Pa,水的沸点增高 t= x 105/x 103） C =40C 所以，锅内温度最高可达：t=100 C +40C =140C高压锅的锅盖通过几个牙齿似
14、的锅齿与锅镶嵌旋紧，锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈， 不会漏气.锅盖中间有一排气孔，上面套着类似砝码的限压阀将排气孔堵住，当加热高压锅（锅内有水、食物），锅内气体压强增加到一定程度时，气体就会把限压阀顶起来，蒸气即可从排气孔排出锅外，这样就不会因为锅内压强过大而造成爆炸，以确保安全。6. 某同学为了研究植被的垂直分布与气候的关系，考察了亚热带地区的某座海拔 2000米以下的高山。在山脚 a处，他看到的是常绿阔叶林，并测得此处海拔为100米，气温为22C,大气压为1 x 105帕；往上走，他经过了常绿阔叶、落叶阔叶混交林。当他进入落叶阔叶矮林时，刚好在山腰中央b处；继续往上走时他看到的是高山灌木丛
15、，过了c处后，即进入山地草甸。过了一会儿到达了山顶d处。他在处测得大气压为 8x 104帕。根据所学知识。求：（1）这座山的海拔；（2）山顶d处气温。【答案】设这座山的海拔为x，山顶d处的气温为T。根据所学知识：在海拔 2000米以内，每升高12米，大气压强降低 133Pa，海拔每升高1000米，气温下降6C,可得：12 米：133Pa= （ x-100 米）：（1 x 103Pa-8 x 104Pa），贝U x 1905 米。 据此，则 1000 米：6C = （ 1905 米-100 米）：（22 C -T ），贝U T=C。7. 高压锅是生活中一种密闭的加热容器。锅盖中央有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内气体顶起放岀部分气体，实现了对锅内气体压强的控制。如图所示，某高压锅锅体的内底面积为S,侧壁竖直，岀气孔横截面积为S0，限压阀
