高壓鍋和大氣壓實驗

高壓鍋和大氣壓實驗題1、小明家的高壓鍋鍋體直徑為24cm,排氣孔內(nèi)徑為4mm。小明不慎丟失了鍋的限壓閥，當他到商店購買時售貨員告訴他，生產(chǎn)這個鍋的廠家提供的限壓閥有兩種，孔徑相同，質(zhì)量分別為100g和60g。求：請你根據(jù)說明書給出的數(shù)據(jù)，通過計算說明，小明應該買哪一種限壓閥。（說明書標有：當大氣壓為105Pa時，該鍋最高溫度為120。已知：水的沸點與壓強的關(guān)系如圖1所示，取g=10N/kg）由圖1可知，當鍋內(nèi)溫度為120°C時，鍋內(nèi)壓強P=1.8X105Pa?！?分此時限壓閥受力：F+G二F……3分0TOC\o"1-5"\h\z設(shè)安全閥的質(zhì)量為m，則有：pS+mg=pS 2分02一幾）用_（1.恥1『-1廳卜曠）*可得：m二 kg 2分=0.1kg=100g 2分所以，應該買質(zhì)量為100g的限壓閥。……2分2、 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100C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） 小明測得家中高壓鍋出氣孔的直徑為4mm，壓在出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？閤1閤1圉2答：（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100C以上，應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.根據(jù)題意得：鍋內(nèi)壓強等于大氣壓加限壓閥產(chǎn)生的壓強，即Pa=mg/s=80X10-3kgX10N/Kg/3.14X22X10-6m2=0.63X105Pa所以有：P=P0+Pm=1.01X105Pa+0.63X105Pa=1.64X105Pa由圖象可得鍋內(nèi)最高溫度大約為115°C.3、已知高壓鍋的限壓閥的質(zhì)量為100.8g,排氣孔的面積為7mm2?求：?鍋內(nèi)氣體的壓強最大可達多少？?設(shè)鍋內(nèi)壓強每增加3.6X103Pa,水的沸點就相應的增加1°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標準大氣壓，計算時取1X105Pa)(a)(b)圖10限壓閥(a)(b)圖10限壓閥鍋內(nèi)最大壓強為；p=p+mg/S=1X105Pa+(0.1008kgX10N/kg)/70X10-6m2=2.44X105Pa..鍋增加壓強為Ap二p-p=1.44X105Pa0水的沸點增高△=(1.44X105/3.6X103Pa)C=40C所以，鍋內(nèi)溫度最高可達：t=100°C+40°C=140°C.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，當加熱高壓鍋(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.4、物理興趣小組的同學想探究大氣壓強的大小，他們拿來一個帶掛鉤的吸盤，將吸盤緊壓在厚玻璃板的下表面，用一個可裝細沙的購物袋（質(zhì)量不計）掛在掛鉤下。如圖所示，向袋里逐漸注入細沙直至吸盤被拉下來，由此可得到大氣壓的大小。⑴本實驗主要的測量器材： （2） 需要直接測量的物理量： （3） 大氣壓的表達式P= ；（4）如果測出的大氣壓僅為0.8X105Pa,實驗中可能存在的問題是:1、（1）刻度尺（1分） 測力計（天平、案秤、臺秤）（1分）（2）吸盤的直D（吸盤的半徑r）（1分） 細沙受到的重力G（細沙的質(zhì)量m）（1分）（3） 4G/nD2 （或4mg/nD2、G/n□）（4）吸盤中的空氣沒有完全被擠出；接觸面沒有處理干凈；吸盤與玻璃板接觸不緊密；存在漏氣現(xiàn)象等。5、學習了大氣壓的知識以后，小亮對大氣壓強通常有1.0"，電這么大存在疑問，想親自證實一下。小亮買來一個塑料掛鉤，把它的吸盤貼在玻璃餐桌的下表面，如圖所示，測出塑料吸盤與玻璃的接觸面積為1比酬；又找來一個輕塑料桶(質(zhì)量可忽略不計)，在桶中裝8L水。桶中水的質(zhì)量是多少？經(jīng)過計算，小亮認為把塑料桶掛到掛鉤上不會把吸盤拉掉。請你寫出計算過程和判斷依據(jù)。(g取10N/kg)(3)當小亮把水桶掛到掛鉤上時，吸盤卻被拉掉了，是大氣壓沒有那么大還是其他原因?請發(fā)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