高压锅压强题

精品文档 1欢迎下载 例例 1 1 高压锅的直径是 24cm 限压阀直径为 4mm 限压阀质量为 64g 使用时 高压锅内外 最大压强差是多大 锅内最大压强是多大 答案 1 Pm Fm Sm G Sm mg Sm pm 0 5 105Pa 2 P内 P0 Pm p内 1 5 105Pa 例例 2 2 家庭常用的高压锅与普通锅主要不同之处在于它的密闭性好 1 为了防止出气孔堵 塞致使高压锅爆炸的危险 放气孔是它的第二道安全防线 放气孔是易容片 熔点较低的 合金材料 试说明采用易容片的物理道理 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 取 g 10N kg 计算安全阀自重对出气孔处气体所产生 的压强 答案 1 随着高压锅内的气压越来越高 高压锅内部的温度也越来越高 引起易容片 的熔化 从而打开了放气孔 放出了多余的气体 减小了锅内的压力 避免发生爆炸 2 P F S F G mg 0 08Kg 10N Kg 0 8N S r2 3 14 0 002m 0 00001256m2 P F S 0 8N 0 00001256m2 63694 3pa 例例 3 3 高压锅内径为 24 厘米 锅盖上的限压出气口的面积为 7 平方毫米 限压阀的质量为 100 8 克 求 1 使用时 锅内气体的压强最大可达多少 2 设锅内压强每增加 4000 帕 水的沸点就相应地增加 1 则锅内的最高温度可达多高 g 10N Kg 外界大 气压强 100000 帕 答案 1 P内 P外 P阀 100000 Pa 0 1008Kg 10N Kg 7 10 6m2 244000Pa 2 P P内 P外 244000 Pa 100000 Pa 144000 Pa n P P 144000 4000 36 t最高 t t 100 36 136 例例 4 4 高压锅是应用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的 已知高压锅盖出气孔的 横截面积为 12mm2 限压阀的质量为 84g 用该高压锅烧水 水温最高可以到达多少 g 取 10N kg 大气压取 1 0 105Pa 答案答案 压强差 0 074 个标准大气压 锅内 1 013 0 074 个标准大气压 温度 102 例例 5 5 家庭常用的高压锅 图甲 与普通锅主要不同之处在于它的密闭性好 图乙是高压锅 的结构示意图 它的盖子上有三个气孔 带有活塞的气孔 1 使锅内与外界连通 此时锅内 气压与外界大气压强相等 外界大气压为 1 0 105Pa 当锅内温度升高至 100 时 锅 内气体会把气孔 1 的活塞顶起 这时锅被密封 锅内温度继续升高 气体压强增大 当压 强增至最大值时 气体就会冲开气孔 2 上的限压阀 气孔 3 正常情况下无作用 图乙中未 画出 设锅内气压每增加 3 6 103Pa 水的沸点相应增加 1 锅内水的初始温度为 20 限压阀被冲开前 锅内水在升温阶段单位时间内升高的温度相同 求 1 锅内温度升高 到 110 时 锅内的气压是多大 2 此高压锅限压阀的质量为 70g 气孔 2 的面积为 7mm2 则锅内的最高温度可达到多少 g取 10N kg 结果保留整数 3 若 压强每增加 3 6 103Pa 水的沸点相应增加 1 这一条件以及限压阀的质量和气孔 2 的面积均未知 请用一只手表及题中的其他条件 估测出锅内的最高温度 说明 写出锅内最高温度的 表达式 并指出表达式中各测量量的含义 答案 1 外界大气压 P0 10 105pa 水的沸点为 100 t t2 t1 110 100 10 p锅内 P0 p 精品文档 2欢迎下载 2 限压阀质量 气孔 2 面积 设锅内最高气压为 以限压阀为研究对象 则 锅内最高温度 3 锅内最高温度 从开始加热至气孔 1 中活塞被顶起的时间 从活塞被顶起至限压阀被顶起的时间 例例 3 3 小明同学家的高压锅盖上标有 XX 铝制厂 18Cm 压力锅 字样 他测出限压阀质量 70g 排气孔横截面积 10 mm2问 1 高压锅工作时 内部水蒸气压强最大为多大 2 如果锅盖面积 260cm2 则它能承受的压力至少为多大时才能保证安全 大气压 P 1 105 Pa g 取 9 8N kg 3 对照表格 说明高压锅内部水沸腾的最高温度是多少 表格实质性内容 大气压为 1 3 时 沸点为 110 大气压为 1 5 时 沸点为 115 答案 1 当 高压锅工作时 设内部水蒸气压强最大为 P 限压阀形成的压强 P1 F S G S mg s 0 07Kg 9 8N kg 10 10 6m2 68600Pa 故 P P P1 1 105 Pa 68600Pa 168600Pa 2 锅盖承受的压力 来自内部的气压力 及外面的大气压力 两者方向相反 因此 锅盖要 额外承受的压力 F F P P S 68600Pa 260 10 4m2 1783 6 牛顿 3 高压锅内部水沸腾的最高温度超过 115 度 大概 122 度 随堂练习随堂练习 高压锅直径为 24Cm 限压出气口直径为 3 5mm 限压阀质量为 100g 使用时高压 锅内外最大压强差为多少 锅盖与锅的接口处应至少能承受多大的力才行 答案 P P内 P外 P阀 mg s 0 1Kg 9 8N Kg 101910 8pa F PS 101910 8Pa 0 045216m2 4608N 例例 4 4 下图高压锅示意图 锅盖上有一个空心柱为排气孔 空心柱上戴着一个帽子为限压 阀 当高压锅内气体的压强超过安全值时 锅内的气体就会冲开限压阀 气体跑出一部分 使锅内气体的压强减小 现有一个直径为 24cm 空心柱小孔的横截面积为 10mm2 限压阀 的质量为 100g 的高压锅炉 要用它来煮饭 若当时的大气压为 1 0 105Pa g 取 10N kg 问 1 此高压锅内气体能达到的最大压强为多少 2 经商品质量检测部门检测 此高压锅内气体的最大压强不能超过 1 8 105Pa 要使此高压锅能继续安全使用 原来的 限压阀还能不能继使用 若不能 应该再配备一个多大质量的限压阀 g 取 10N Kg 精品文档 3欢迎下载 答案 1 设外界大气压为 p0 而限压阀产生压强为 pm 锅内气体压强 2 由于 要使此高压锅继续使用 必须减少 由可知 外界大气压强不变 要减少 必须减少限压阀的质 量 随堂练习随堂练习 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 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 由图可知 当锅内温度为120 时 锅内压强 p 1 8 105Pa 此时限压阀受力 F0 G F 设安全阀的质量为m 则有 p0S mg pS 可得 m kg 0 1kg 100g 所以 应该买质量为100g 的限压阀 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 强化练习强化练习 1 用物理知识解释高压锅煮饭熟得快的道理 答案 高压锅是密封的 液面上气压较高 水的沸点也升高 能达到较高的温度 所以 精品文档 4欢迎下载 熟得快 2 测得一个 24 厘米高压锅的限压阀的质量为 0 1 千克 排气孔的内径为 3 毫米 如果用它 煮水消毒 根据下面水的沸点与压强关系的表格 这个高压锅内的最高温度大约是多少 答案 1 2 3 综上 4 代入数值 p 2 4 105帕 5 从表中查出 锅内温度约为 126 评分标准 本题 6 分 1 2 3 4 5 式各 1 分 答出锅内温度再给 1 分 温 度为 126 127 的都给分 3 小杰家的压力锅盖上标有 铝制品厂 24 公分压力锅 的字样 他测得限压阀的质量 是 100 克 排气孔的直径为 3 毫米 这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强相当于 大气压的多少倍 锅盖至少要能承受多大压力才能保证安全 大气压强为 1 01 105帕 答案 排气孔的面积 S r2 d2 4 锅内最大压强是大气压强的 2 4 倍 锅盖的有效面积为 S D2 4 锅盖至少要能承受的压力等于锅内外的压力差 4 盛夏时分 小问号 王欣同学在打开冰箱取饮料时 突然脑海里浮出一个问题 为什 么每次开冰箱门都比较费力 通过仔细观察他发现打开冰箱门时 冰箱里的冷空气出来 外 面的热空气进去 当冰箱门重新关上后 就将这部分热空气也关在了里面 箱内热空气冷 却收缩 压强减小 王欣判断这应该是开冰箱门费力的一个原因 若冰箱门长为 0 6m 宽 为 0 5m 冰箱外的气压为 1 l05 Pa 设冰箱内部与外部的气压相差 1 1000 求 1 冰箱 内气体压强多少 2 冰箱内 外气体对门的压力各是多少 3 冰箱门受到的内外压力差相 当于质量为多少的物体受到的重力大小 g 10N kg 答案 2 冰箱门的面积 3 冰箱门受到的内外压力差为 由 此压力相当于质量为的物体所受重力 精品文档 5欢迎下载 5 已知高压锅的限压阀的质量为 100 8 g 排气孔的面积为 7mm2 求 1 锅内气体的 压强最大可达多少 2 设锅内压强每增加 3 6 103Pa 水的沸点就相应的增加 1 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 1 105Pa 答案 1 锅内最大压强为 p p0 mg S 1 105Pa 0 1008 10 7 10 6 2 44 105Pa 2 锅增加压强为 p p p0 1 44 105Pa 水的沸点增高 t 1 44 105 3 6 103 40 所以 锅内温度最高可达 t 100 40 140 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 6 某同学为了研究植被的垂直分布与气候的关系 考察了亚热带地区的某座海拔 2000 米 以下的高山 在山脚 a 处 他看到的是常绿阔叶林 并测得此处海拔为 100 米 气温为 22 大气压为 1 105帕 往上走 他经过了常绿阔叶 落叶阔叶混交林 当他进入落叶 阔叶矮林时 刚好在山腰中央 b 处 继续往上走时他看到的是高山灌木丛 过了 c 处后 即进入山地草甸 过了一会儿到达了山顶 d 处 他在处测得大气压为 8 104帕 根据所学 知识 求 1 这座山的海拔 2 山顶 d 处气温 答案 设这座山的海拔为 x 山顶 d 处的气温为 T 根据所学知识 在海拔 2000 米以内 每升高 12 米 大气压强降低 133Pa 海拔每升高 1000 米 气温下降 6 可得 12 米 133Pa x 100 米 1 103Pa 8 104Pa 则 x 1905 米 据此 则 1000 米 6 1905 米 100 米 22 T 则 T 11 2 7 高压锅是生活中一种密闭的加热容器 锅盖中央有一出气孔 孔上盖有限压阀 当锅内 气压达到限定值时 限压阀被锅内气体顶起放出部分气体 实现了对锅内气体压强的控制 如图所示 某高压锅锅体的内底面积为 S 侧壁竖直 出气孔横截面积为 S0 限压阀质量 为 m0 限压阀顶部面积为 S1 已知大气压强为 P0 1 写出液体沸点与气压的关系 2 求使用高压锅时锅内气体的最大压强 3 为保证使用安全 不可随意增加限压阀 质量 如果限压阀的质量增加 m 请计算锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的最大作用力增大 多少 答案 天津中考 1 液体表面气压越大 液体的沸点越高 精品文档 6欢迎下载 2 当限压阀刚要被顶起时 受力平衡 000 Fp Sm g 锅内气体最大压强 0000 0 000 p Sm gm gF pp SSS 3 锅内气体对锅盖最大压力的增加量 00 00 mgS Fp SSSSmgmg SS 锅体对锅盖的最大作用力增加量为 0 S FFmgmg S 因为 S 远大于 S0 所以 0 S Fmg S 8 在日常生活中 为了提高烹煮食物的温度 缩短烹煮的时间 人们利用水的沸点随气压 的升高而升高的性质制造出了高压锅 某种规格的高压锅出气口的直径为 3 2mm 计算出 它的面积约为 8 要使锅内的气压达到 2 个标准大气压 请你帮助计算该高压锅应配 的限压阀的质量为多少克 设外界气压为 1 个标准大气压 1 个标准大气压取Pa g 取 10N kg 答案 天津中考 设出气口的面积为 S 外界大气压为 p0 锅内气压为 p 限压阀质量为 m 有 0 pSp Smg 56 00 108 10 80 10 pp Sp S mg gg 9 若高压锅盖的面积约为 420cm2 当锅内蒸汽的压强达到 1 6 个标准大气压时 锅盖与 锅体间的拉力为 N 以知外界大气压为 1 个标准大气压 1 个标准大气压的值 可近似取 105Pa 答案 天津中考 2 7 103 10 如图是锅炉上的保险阀 当门受到的蒸汽压强超过安全值时 阀门被顶开 蒸汽跑出 一部分 使锅炉内的蒸汽压强减小 已知杠杆重可以忽略不计 OA 与 AB 长度的比值为 1 3 阀门的面积是 3cm2 要保持锅炉内 外气体的压强差是 1 2 105Pa 试求应将质量 为多大的生物挂在杠杆的 B 点 g 取 10N kg 答案 天津中考 m O 9 kg F 36 N G 9 N 11 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 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