物理學家帕平發(fā)明了高壓鍋,高壓鍋與普通鍋不同,鍋蓋通過幾個牙齒似的鍋齒與鍋體鑲嵌旋緊,加上鍋蓋與鍋體之間有橡皮制的密封圈,所以鍋蓋與鍋體之間不會漏氣,在鍋蓋中間有一排氣孔,上面再套上類似砝碼的限壓閥,將排氣孔堵住.當加熱高壓鍋,鍋內(nèi)氣體壓強增加到一定程度時,氣體就把限壓閥頂起來,這時蒸氣就從排氣孔向外排出.由于高壓鍋內(nèi)的壓強大,溫度高,食物容易煮爛.若已知排氣孔的直徑為0.2cm,外界大氣壓為1.0×105Pa,溫度為27℃,要使高壓鍋內(nèi)的溫度達到127℃,求
(1)此時鍋內(nèi)氣體壓強為多大?
(2)限壓閥的質(zhì)量應為多少?(g取10m/s2
分析:(1)選鍋內(nèi)氣體為研究對象,溫度升高時作等容變化,根據(jù)查理定律求解氣體壓強.
(2)鍋內(nèi)溫度達127℃時,根據(jù)限壓閥受力平衡列方程解決.
解答:解:(1)選鍋內(nèi)氣體為研究對象,則
初狀態(tài):T1=300 K,p1=1.0×105 Pa
末狀態(tài):T2=400 K
鍋內(nèi)氣體在溫度升高時作等容變化,則由查理定律得:
p1
p2
=
T1
T2

則得:p2=
T2
T1
p1
=
400
300
×1×105
Pa=1.33×105 Pa
(2)對限壓閥受力分析可得:mg=P2S-P1S=(P2-P1)S=(P2-P1)π?
d2
4

所以 m=
π(P2-P1)d2
4g
=
3.14×(1.33-1)×105×0.0022
4×10
kg≈0.01kg
答:(1)此時鍋內(nèi)氣體壓強為1.33×105 Pa.(2)限壓閥的質(zhì)量應為0.01kg.
點評:本題內(nèi)容取材于學生所熟悉的生活實際,我們學會關心社會,關心生活,提高自己的科學素養(yǎng),同時提高自己的觀察能力、理解能力和應用能力,真正的做到“從生活走向物理,從物理走向社會”.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

1679年法國物理學家帕平發(fā)明了高壓鍋,現(xiàn)在高壓鍋已被廣泛使用,高壓鍋與普通鍋不同.鍋蓋通過幾個牙齒似的鍋齒與鍋體鑲嵌旋緊,加上鍋蓋與鍋體之間有橡皮制的密封圈,所以鍋蓋與鍋體之間不會漏氣,圖8-2-18是壓力鍋的剖面圖,它的蓋子上有三個氣孔,氣孔1在常溫下活塞落下,使鍋內(nèi)與外界連通,但在溫度升高至約100 ℃時,水蒸氣會把活塞沖起(此時鍋內(nèi)壓強為1 atm),這時鍋被密封,鍋內(nèi)溫度繼續(xù)升高,氣體壓強增大,當壓強增至一定值時,氣體就會沖開氣壓閥(氣孔3正常時無作用,圖中未畫出),此后鍋內(nèi)保持一定的壓強和溫度.設壓強每增大2.7 cmHg,水的沸點相應增大1 ℃,鍋內(nèi)水的初始溫度為20 ℃,限壓閥沖開以前水的汽化吸熱不計,設升溫階段單位時間內(nèi)增大的溫度相同.

圖8-2-18

若測得高壓鍋限壓閥質(zhì)量為m kg.排氣孔直徑為d cm.則鍋內(nèi)的最高溫度可達多高?

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科目:高中物理 來源: 題型:

物理學家帕平發(fā)明了高壓鍋,高壓鍋與普通鍋不同,鍋蓋通過幾個牙齒似的鍋齒與鍋體鑲嵌旋緊,加上鍋蓋與鍋體之間有橡皮制的密封圈,所以鍋蓋與鍋體之間不會漏氣,在鍋蓋中間有一排氣孔,上面再套上類似砝碼的限壓閥,將排氣孔堵住.當加熱高壓鍋,鍋內(nèi)氣體壓強增加到一定程度時,氣體就把限壓閥頂起來,這時蒸氣就從排氣孔向外排出.由于高壓鍋內(nèi)的壓強大,溫度高,食物容易煮爛.若已知排氣孔的直徑為0.3 cm,外界大氣壓為1.0×105 Pa,溫度為20℃,要使高壓鍋內(nèi)的溫度達到120℃,則限壓閥的質(zhì)量應為多少?(g取10 m/s2)

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科目:高中物理 來源: 題型:

物理學家帕平發(fā)明了高壓鍋,高壓鍋與普通鍋不同,鍋蓋通過幾個牙齒似的鍋齒與鍋體鑲嵌旋緊,加上鍋蓋與鍋體之間有橡皮制的密封圈,所以鍋蓋與鍋體之間不會漏氣,在鍋蓋中間有一排氣孔,上面再套上類似砝碼的限壓閥,將排氣孔堵住.當加熱高壓鍋,鍋內(nèi)氣體壓強增加到一定程度時,氣體就把限壓閥頂起來,這時蒸氣就從排氣孔向外排出.由于高壓鍋內(nèi)的壓強大,溫度高,食物容易煮爛.若已知排氣孔的直徑為0.2cm,外界大氣壓為1.0×105 Pa,溫度為27 ℃,要使高壓鍋內(nèi)的溫度達到127 ℃,求

(1)此時鍋內(nèi)氣體壓強為多大?        (2)限壓閥的質(zhì)量應為多少?(g取10 m/s2)

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科目:高中物理 來源:2011-2012學年貴州省高三物理復習測試:30熱力學定律 氣體(解析版) 題型:計算題

物理學家帕平發(fā)明了高壓鍋,高壓鍋與普通鍋不同,鍋蓋通過幾個牙齒似的鍋齒與鍋體鑲嵌旋緊,加上鍋蓋與鍋體之間有橡皮制的密封圈,所以鍋蓋與鍋體之間不會漏氣,在鍋蓋中間有一排氣孔,上面再套上類似砝碼的限壓閥,將排氣孔堵住.當加熱高壓鍋,鍋內(nèi)氣體壓強增加到一定程度時,氣體就把限壓閥頂起來,這時蒸氣就從排氣孔向外排出.由于高壓鍋內(nèi)的壓強大,溫度高,食物容易煮爛.若已知排氣孔的直徑為0.3 cm,外界大氣壓為1.0×105 Pa,溫度為20 ℃,要使高壓鍋內(nèi)的溫度達到120 ℃,則限壓閥的質(zhì)量應為多少?(g取10 m/s2)

 

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