高壓鍋壓強題

1、例1.高壓鍋的直徑是 24cm,限壓閥直徑為 4mm限壓閥質(zhì)量為 64g，使用時，高壓鍋內(nèi)外最大壓強差是多大？鍋內(nèi)最大壓強是多大？55【答案】（1 ）Pm=Fn/Sm=G/Sm=mg/Sn, pm=0.5 x iopa （2） P pPo+Fp 內(nèi)=1.5 x 10 Pa例2家庭常用的高壓鍋與普通鍋主要不同之處在于它的密閉性好。（1）為了防止岀氣孔堵塞致使高壓鍋爆炸的危險，放氣孔是它的第二道安全防線。放氣孔是易容片（熔點較低的合金材料），試說明采用易容片的物 理道理。（2）小明測得家中高壓鍋岀氣孔的直徑為4mm壓在岀氣孔上的安全閥的質(zhì)量為80g，取g=10N/kg。計算安全閥自重對出氣孔處氣體

2、所產(chǎn)生的壓強。？【答案】（1 ）隨著高壓鍋內(nèi)的氣壓越來越高，高壓鍋內(nèi)部的溫度也越來越高，引起易容片的熔化，從 而打開了放氣孔，放出了多余的氣體，減小了鍋內(nèi)的壓力，避免發(fā)生爆炸。2 2（2） P=F/S，F(xiàn)=G=mg=0.08Kg10kg=0.1kg=100g所以，應(yīng)該買質(zhì)量為100g的限壓閥。（2）如果買了另一種質(zhì)量為 60g的限壓閥，使用時會岀現(xiàn)鍋內(nèi)的最高氣壓值偏小，鍋內(nèi)溫度不能達到120 C的后果。強化練習(xí)1. 用物理知識解釋高壓鍋煮飯熟得快的道理。【答案】高壓鍋是密封的，液面上氣壓較高，水的沸點也升高，能達到較高的溫度，所以熟得快。2. 測得一個24厘米高壓鍋的限壓閥的質(zhì)量為0.1千克，

3、排氣孔的內(nèi)徑為 3毫米。如果用它煮水消毒，根據(jù)下面水的沸點與壓強關(guān)系的表格，這個高壓鍋內(nèi)的最高溫度大約是多少？【答案】7-（1）綜上:4 mg(4)5代入數(shù)值p = 2.4 X 10帕（5），從表中查出，鍋內(nèi)溫度約為126 C。評分標(biāo)準(zhǔn)：本題6分，（1）、（2）、（4）、（5）式各1分，答出鍋內(nèi)溫度再給1分，（溫度為126 C 127 C的都給分）。3. 小杰家的壓力鍋蓋上標(biāo)有“XX鋁制品廠24公分壓力鍋”的字樣。他測得限壓閥的質(zhì)量是100克，排氣孔的直徑為3毫米，這個壓力鍋正常工作時內(nèi)部水蒸氣的最大壓強相當(dāng)于大氣壓的多少倍？鍋蓋至少要能承受多大壓力才能保證安全？（大氣壓強為1.01 X 10

4、5帕）【答案】排氣孔的面積 S=n r2=n d2/4，鍋內(nèi)最大壓強是大氣壓強的2.4倍。鍋蓋的有效面積為：S =n D2/4，鍋蓋至少要能承受的壓力等于鍋內(nèi)外的壓力差：4. 盛夏時分，“小問號”王欣同學(xué)在打開冰箱取飲料時，突然腦海里浮出一個問題：為什么每次開冰 箱門都比較費力？通過仔細(xì)觀察他發(fā)現(xiàn)打開冰箱門時，冰箱里的冷空氣出來，外面的熱空氣進去當(dāng)冰箱門重新關(guān)上后，就將這部分熱空氣也關(guān)在了里面，箱內(nèi)熱空氣冷卻收縮.壓強減小.王欣判斷這應(yīng)該是開冰箱門費力的一個原因。若冰箱門長為0.6m.寬為0.5m冰箱外的氣壓為1 X l05?Pa，設(shè)冰箱內(nèi)部與外部的氣壓相差1/1000，求：（1）冰箱內(nèi)氣體壓

5、強多少？ 冰箱內(nèi)、外氣體對門的壓力各是多少 ？（3） 冰箱門受到的內(nèi)外壓力差相當(dāng)于質(zhì)量為多少的物體受到的重力大??？（g=10N / kg）【答案】（1）心=lxlOjPax(l-) = 999 xl04fi21000（2） 冰箱門的面積一I 二；,:.：/ - : J.-（3） 冰箱門受到的內(nèi)外壓力差為b 二一山- m 二-: ?G 3027m- -= Jxg由- ，此壓力相當(dāng)于質(zhì)量為 匸的物體所受重力衛(wèi)二；竝? ?5. 已知高壓鍋的限壓閥的質(zhì)量為100.8 g，排氣孔的面積為 7mm.求：（1）鍋內(nèi)氣體的壓強最大可達多少？（2）設(shè)鍋內(nèi)壓強每增加 3.6 X 103Pa，水的沸點就相應(yīng)的增加1

6、C，則鍋內(nèi)的最高溫度可達多高？（g取10N/kg ;外界大氣壓強為 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，計算時取1X 105Pa）【答案】（1）鍋內(nèi)最大壓強為：p=po+mg/ S=1X 10 Pa+（0.1008 X 10）/7 X 10- =2.44 X 10 Pa.553（2）鍋增加壓強為 p=p-p0=1.44 X 10 Pa,水的沸點增高 t=（1.44 X 10/3.6 X 10） C =40C所以，鍋內(nèi)溫度最高可達：t=100 C +40C =140C高壓鍋的鍋蓋通過幾個牙齒似的鍋齒與鍋鑲嵌旋緊，鍋蓋與鍋之間有橡皮制的密封圈，不會漏氣.鍋蓋中間有一排氣孔，上面套著類似砝碼的限壓閥將排氣孔堵住，當(dāng)加熱高

7、壓鍋（鍋內(nèi)有水、食物），鍋內(nèi)氣體壓強增加到一定程度時，氣體就會把限壓閥頂起來，蒸氣即可從排氣孔排出鍋外，這樣就不會因為 鍋內(nèi)壓強過大而造成爆炸，以確保安全。6. 某同學(xué)為了研究植被的垂直分布與氣候的關(guān)系，考察了亞熱帶地區(qū)的某座海拔2000米以下的高山。5 在山腳a處，他看到的是常綠闊葉林，并測得此處海拔為100米，氣溫為22C，大氣壓為1X 10帕；往上走，他經(jīng)過了常綠闊葉、落葉闊葉混交林。當(dāng)他進入落葉闊葉矮林時，剛好在山腰中央b處；繼續(xù)往上走時他看到的是高山灌木叢，過了c處后，即進入山地草甸。過了一會兒到達了山頂 d處。他在處測得大氣壓為8X 104帕。根據(jù)所學(xué)知識。求：（1）這座山的海拔；

8、（2） 山頂d處氣溫?！敬鸢浮吭O(shè)這座山的海拔為x,山頂d處的氣溫為T。根據(jù)所學(xué)知識：在海拔2000米以內(nèi)，每升高12米，大氣壓強降低133Pa，海拔每升高1000米，氣溫下降6C,可得：12 米：133Pa= （x-100 米）：（1X 103Pa-8 x 104Pa）,貝U x 1905 米。據(jù)此，貝y 1000 米：6C = （1905 米-100 米）：（22C-T），貝U T=11.2 C。7. 高壓鍋是生活中一種密閉的加熱容器。鍋蓋中央有一出氣孔，孔上蓋有限壓閥，當(dāng)鍋內(nèi)氣壓達到限定值時，限壓閥被鍋內(nèi)氣體頂起放岀部分氣體，實現(xiàn)了對鍋內(nèi)氣體壓強的控制。如圖所示，某高壓鍋鍋體的內(nèi)底面積為S

9、,側(cè)壁豎直，岀氣孔橫截面積為S。，限壓閥質(zhì)量為 m,限壓閥頂部面積為 S已知大氣壓強為 Pc）o（1） 寫岀液體沸點與氣壓的關(guān)系；（2）求使用高壓鍋時鍋內(nèi)氣體的最大壓強；（3 ）為保證使用安全，不可隨意增加限壓閥質(zhì)量。如果限壓閥的質(zhì)量增加m請計算鍋體與鍋蓋咬合處鍋體對鍋蓋的最大作用力增大多少?！敬鸢浮浚ㄌ旖蛑锌迹?）液體表面氣壓越大，液體的沸點越高。（2） 當(dāng)限壓閥剛要被頂起時，受力平衡：F =pSo m0g鍋內(nèi)氣體最大壓強：p上二P0S0陀 訴S0S0“ S（3） 鍋內(nèi)氣體對鍋蓋最大壓力的增加量：AF =p（S-Sd） ue-So） nmg-mgS）S）鍋體對鍋蓋的最大作用力增加量為：.F

10、 二看mg -mg因為S遠(yuǎn)大于$，所以=F = S mgS08. 在日常生活中，為了提高烹煮食物的溫度，縮短烹煮的時間，人們利用水的沸點隨氣壓的升高而升高的性質(zhì)制造出了高壓鍋。 某種規(guī)格的高壓鍋出氣口的直徑為 3.2mm計算出它的面積約為 8二山一。要使 鍋內(nèi)的氣壓達到2個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，請你幫助計算該高壓鍋應(yīng)配的限壓閥的質(zhì)量為多少克？（設(shè)外界氣壓為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓取一 IJ Pa, g取10N/kg ）【答案】（天津中考）設(shè)岀氣口的面積為 S,外界大氣壓為 p。，鍋內(nèi)氣壓為p，限壓閥質(zhì)量為 m,有pS = p）S mg9. 若高壓鍋蓋的面積約為 420cm2，當(dāng)鍋內(nèi)蒸汽的壓強達到

11、1.6個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時，鍋蓋與鍋體間的拉力為N。（以知外界大氣壓為 1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值可近似取105Pa）【答案】（天津中考）2.7 x 10310. 如圖是鍋爐上的保險閥，當(dāng)門受到的蒸汽壓強超過安全值時，閥門被頂開，蒸汽跑岀一部分，使鍋爐內(nèi)的蒸汽壓強減小，已知杠桿重可以忽略不計，0A與AB長度的比值為1： 3,閥門的面積是 3cm2，要保持鍋5爐內(nèi)、外氣體的壓強差是1.2 x 10 Pa，試求應(yīng)將質(zhì)量為多大的生物掛在杠桿的B點？ （ g取10N/kg ）【答案】（天津中考）m=0 9（kg）F=36（N）G=9（N）11. 高壓鍋是家庭廚房中常見的炊具，利用它可以將食物加熱到1

12、00 C以上它省時高效，深受消費者歡迎（ 1）請問高壓鍋的設(shè)計運用了哪些物理知識？ （2）小明在有關(guān)媒體上看到了由于岀氣孔堵塞，致使高壓鍋爆炸的報道后，給廠家提岀了一個增加易熔片（熔點較低的合金材料）的改進建議現(xiàn)在生產(chǎn)的高壓鍋已普遍增加了含有易熔片的岀氣孔（如圖1） 試說明小明建議的物理道理（ 3）小明測得家中高壓鍋岀氣孔的直徑為4mm壓在岀氣孔上的安全閥的質(zhì)量為 80g 通過計算并對照圖象 （圖2）說明利用這種高壓鍋燒 水時，最高溫度大約是多少？假若要把這種高壓鍋向西藏地區(qū)銷售，你認(rèn)為需要做哪方面的改進，如何改進？【答案】（ 1）根據(jù)題干中高壓鍋的信息圖可知高壓鍋的設(shè)計中用到很多物理知識，比如：可以將食物加熱到 100 c以上，應(yīng)用到了沸點與氣壓的關(guān)系；鍋內(nèi)壓力等于大氣壓力和限壓閥的壓力，應(yīng)用 了二力平衡的知識；計算鍋內(nèi)溫度的時候，用到壓強的計算；增加易熔片是利用熔化的知識等等 （2）高壓鍋一旦安全閥失效，鍋內(nèi)氣壓過大，鍋內(nèi)溫度也隨之升高，當(dāng)溫度達到易熔片的熔點時，再繼續(xù) 加