大气压强设计实验和高压锅专题.doc

【高压锅问题】
,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)请你根据说明书给出的数据,通过计算说明,小明应该买哪一种限压阀。(说明书标有:当大气压为105Pa时,该锅最高温度为120℃。已知:水的沸点与压强的关系如图1所示,取g =10N/kg)
(2)请你说明如果买另一种限压阀,使用时会出现什么问题。
(1.)由图1可知,当锅内温度为120℃时,锅内压强p=×105Pa。……2分
此时限压阀受力:F0+G=F……3分
设安全阀的质量为m,则有:p0S+mg=pS ……2分
可得:m=kg……2分
==100g……2分
所以,应该买质量为100g的限压阀。……2分
(2.)如果买了另一种质量为60g的限压阀,使用时会出现锅内的最高气压值偏小,锅内温度不能达到120℃的后果。……3分
,利用它可以将食物加热到100℃.
(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)(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,(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?

答:(1)根据题干中高压锅的信息图可知高压锅的设计中用到很多物理知识,比如:
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等等.
(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= mg/s= 80×10-3kg×10N/Kg/×22×10-6m2=×105Pa
所以有:P=P0+Pm=×105Pa+×105Pa=×105Pa
由图象可得锅内最高温度大约为115℃.
【大气压请实验设计】
1、物理兴趣小组的同学想探究大气压强的大小,他们拿来一个带挂钩的吸盘,将吸盘紧压在厚玻璃板的下表面,用一个可装细沙的购物袋(质量不计)挂在挂钩下。如图所示,向袋里逐渐注入细沙直至吸盘被拉下来,由此可得到大气压的大小。
(1)本实验主要的测量器材:_________________、_______________;
(2)需要直接测量的物理量:_________________、_______________;;
(3)大气压的表达式P=______________;
(4)×105Pa,实验