高压锅和大气压实验

高压锅和大气压实验题1、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。求：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）由图1可知，当锅内温度为120°C时，锅内压强P=1.8X105Pa。……2分此时限压阀受力：F+G二F……3分0TOC\o"1-5"\h\z设安全阀的质量为m，则有：pS+mg=pS 2分02一几）用_（1.恥1『-1厅卜旷）*可得：m二 kg 2分=0.1kg=100g 2分所以，应该买质量为100g的限压阀。……2分2、 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100C以上.它省时高效，深受消费者欢迎.（1） 请问高压锅的设计运用了哪些物理知识？（2） 小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm，压在出气孔上的安全阀的质量为80g.通过计算并对照图象（图2）说明利用这种高压锅烧水时，最高温度大约是多少？閤1閤1圉2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100C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.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=80X10-3kgX10N/Kg/3.14X22X10-6m2=0.63X105Pa所以有：P=P0+Pm=1.01X105Pa+0.63X105Pa=1.64X105Pa由图象可得锅内最高温度大约为115°C.3、已知高压锅的限压阀的质量为100.8g,排气孔的面积为7mm2•求：•锅内气体的压强最大可达多少？•设锅内压强每增加3.6X103Pa,水的沸点就相应的增加1°C,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1X105Pa)(a)(b)图10限压阀(a)(b)图10限压阀锅内最大压强为；p=p+mg/S=1X105Pa+(0.1008kgX10N/kg)/70X10-6m2=2.44X105Pa..锅增加压强为Ap二p-p=1.44X105Pa0水的沸点增高△=(1.44X105/3.6X103Pa)C=40C所以，锅内温度最高可达：t=100°C+40°C=140°C.高压锅的锅盖通过几个牙齿似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.4、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。⑴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）如果测出的大气压仅为0.8X105Pa,实验中可能存在的问题是:1、（1）刻度尺（1分） 测力计（天平、案秤、台秤）（1分）（2）吸盘的直D（吸盘的半径r）（1分） 细沙受到的重力G（细沙的质量m）（1分）（3） 4G/nD2 （或4mg/nD2、G/n□）（4）吸盘中的空气没有完全被挤出；接触面没有处理干净；吸盘与玻璃板接触不紧密；存在漏气现象等。5、学习了大气压的知识以后，小亮对大气压强通常有1.0"，电这么大存在疑问，想亲自证实一下。小亮买来一个塑料挂钩，把它的吸盘贴在玻璃餐桌的下表面，如图所示，测出塑料吸盘与玻璃的接触面积为1比酬；又找来一个轻塑料桶(质量可忽略不计)，在桶中装8L水。桶中水的质量是多少？经过计算，小亮认为把塑料桶挂到挂钩上不会把吸盘拉掉。请你写出计算过程和判断依据。(g取10N/kg)(3)当小亮把水桶挂到挂钩上时，吸盘却被拉掉了，是大气压没有那么大还是其他原因?请发表你的看法。13、解：(1)卩=賦=m-pV=1.0xl03Ag/^x8xl0-3^3=Ekg(2)G=mg=3kgx.Y3N!kg=8027^=P