Question

12．如圖是一款型號(hào)為R20-10L的家用高壓鍋，這里的“10L”是指容量為10升，這里的“20”是指鍋身的直徑是20cm（填單位）；高壓鍋密封性良好，用它煮食物時(shí)，水蒸氣不易外泄，從而增大了鍋內(nèi)氣壓，提高了水的沸點(diǎn)，若鍋內(nèi)外氣壓差最大為兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，鍋蓋與鍋之間能承受的拉力應(yīng)不小于3140N （1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為10⁵Pa，不計(jì)鍋蓋重力），如果用此高壓鍋將5升水從32℃加熱112℃，水要吸收1.68×10⁶J熱量．當(dāng)食物煮熟后從限壓閥處會(huì)噴“白氣”．這種“白氣”是水蒸氣遇冷液化形成的．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)對(duì)常見(jiàn)物體長(zhǎng)度的了解確定合適的單位；
（2）液體沸點(diǎn)隨氣壓的增大而升高；
（3）根據(jù)壓力的計(jì)算方法F=pS可計(jì)算壓力差，鍋蓋與鍋之間能承受的拉力應(yīng)不小鍋內(nèi)外的壓力差；
（4）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（5）物質(zhì)由氣態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程叫液化

解答 解：
（1）中學(xué)生伸開(kāi)手掌，大拇指指尖到中指指尖的距離大約18cm，家用高壓鍋的直徑稍大，在20cm左右；
（2）液體的沸點(diǎn)與氣壓有關(guān)，氣壓越高，沸點(diǎn)越高．高壓鍋密封性良好，用它煮食物時(shí)，水蒸氣不易外泄，從而增大了鍋內(nèi)氣壓，提高了水的沸點(diǎn)；
（3）鍋內(nèi)的氣壓為兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，鍋外的氣壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，故鍋內(nèi)外的氣壓差為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即10⁵Pa；鍋蓋的面積為S=π（$\fracdkeasn7{2}$）²=3.14×（$\frac{0.2m}{2}$）²=0.0314m²；壓力差為F=pS=10⁵Pa×0.0314m²=3140N；故鍋蓋與鍋之間能承受的拉力應(yīng)不小于壓力差，即3140N；
（4）水的體積V=5L=5dm³=0.005m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質(zhì)量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.005m³=5kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（112℃-32℃）=1.68×10⁶J；
（5）高壓鍋限壓閥中噴出的水蒸氣溫度較高，遇到溫度較低的空氣液化成為小水滴，就是我們看得到“白氣”．
故答案為：cm；沸點(diǎn)；3140；1.68×10⁶；水蒸氣遇冷液化．

點(diǎn)評(píng) 此題以高壓鍋為素材，考查了長(zhǎng)度的估測(cè)、沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系、壓強(qiáng)定義式的應(yīng)用、熱量的計(jì)算以及物態(tài)變化的判斷，體現(xiàn)了物理規(guī)律與日常生活的密切聯(lián)系．