题目

如图所示，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） 为了防止出气孔堵塞致使高压锅发生爆炸的危险，放气孔是它的第二道安全防线。放气孔封口是易熔片（熔点较低的合金材料），试说明采用易熔片的物理道理。 （2） 小科测得家中高压锅出气孔的直径为 4 mm，压在出气孔上的安全阀的质量为 80 g，计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强。 （3） 当高压锅内气压增大到某一值时，锅内气体就能自动顶开安全阀放气。根据题(2)，在外界为标准大气压的环境下，该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少？对照图中所示水的沸点与气压的关系曲线，说明利用这种高压锅烧煮食物时，可以达到的最高温度大约是多少？ （标准气压取 p=1.0×10 5Pa，g 取 10N/kg） 答案： 高压锅一旦安全阀失效，出气孔就被堵塞，锅内气体压强就会过大，沸点也随之升高， 当锅内温度达到易熔片的熔点时，再继续加热易熔片就开始熔化，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 安全阀的重力：G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N气孔的面积：S=πr2=3.14×(0.002m)2=1.256×10 -5m2安全阀对气孔处气体产生的压强：p=F/S=0.8N/1.256×10 -5m2=6.4×104pa 由题意知：锅内气压等于一标准大气压与安全阀对气体压强之和，则锅内气压是p=1.0×105Pa+6.4×104pa=1.64×105pa 对照图象可知，当气压为1.64×105pa时，所对应的温度是115℃

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