3 大气压强——高压锅计算问题-2023-2024学年八年级科学上册高频考点复习（浙教版）

高压锅的结构图 【解题思路】大气压力阀重和，等于锅内压力。 【解释】当阀门被里面气压顶起来时，按照牛顿第一定理，外大气压与阀门自身重力产生的压强，与内部大气压强是平衡的，如图所示。 【温馨提示】 高压锅问题实质是二力平衡问题，其解题思路是：先确定平衡的物体，这里是限压阀。 解题开始，分析受力：限压阀受3个力，一是竖直向下的大气压力，二是竖直向下的重力，三是竖直向上的锅内气体对它的压力。 ①内部气压p内升高 ②刚刚顶起限压阀 ③p内S=p0S+G阀 ④内部气体泄漏，内部气压降低 ⑤限压阀落回，出气孔再次封闭 ⑥重复以上情况 因为公式，所以F=pS，解题过程如下： 竖直向下的大气压力=大气压强×出气口的面积（注意单位） 竖直向下的重力=限压阀质量×g 竖直向上的锅内气体的压力=锅内气体压强×出气口面积 列等式：大气压强×出气口的面积 + 限压阀质量×g = 锅内气体压强×出气口面积 解方程即可。 另外提醒一下：标准大气压强应为101292.8Pa，近似为1.01×10的5次方，而不是四次方。 高压锅计算：当阀门被里面气压顶起来时，按照牛顿第一定理，外大气压与阀门自身重力产生的压强，与内部大气压强是平衡的，满足关系：P0+mg/S=P' P0表示外界大气压；m表示限压阀质量； S表示阀门的横截面积；P'表示高压锅内部空气压强 1、经换算，m=（P'-Po）×S/g（知压强算阀门质量） 2、P'=(Po×S+mg)/S(知阀门质量算内部压强） 3、使用时压力锅内外最大压强差是△p=P'-P0=mg/S 【例题】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，限压锅顶部面积为St（已知大气压强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，不可随意增加限压锅质量．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。 1、如图所示，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）小科测得家中高压锅出气孔的直径为4mm，外界大气压强时，锅内气压最高可达，用这种高压锅烧煮食物时，可以达到的最高温度大约是多少？ （2）根据题（1）的条件计算压在出气孔上的安全阀的质量为多少克？（取） 2、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，限压阀被顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制。已知高压锅盖出气孔的横截面积为14mm2，限压阀的质量为98g。（大气压值取1×105Pa） （1）说出高压锅为什么能将食物加热到100℃以上？ （2）求使用高压锅时锅内气体最大压强？锅内水温最高可以达到多少？（写出计算过程） （3）如果要把这种高压锅向西藏地区销售，用这高压锅烧水时，要达到同样的最高温度；你认为需做哪些改进，如何改进？（举一例） 3、如图，高压锅的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，锅内的气体就会冲出限压阀，气体跑出一部分，使锅内气体的压强减小。现有一个直径为24厘米，空心柱小孔的横截面积为8毫米2，限压阀的质量为100克的高压锅，要用它来煮饭，若当时的大气压为1.0×105帕，问： （1）高压锅内气体能达到的最大压强为多大？ （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1.8×105帕，要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能使用吗？若不能；应再配备一个质量为多大的限压阀？ （3）在生活中，如果用高压锅模拟马德堡半球实验，如果他们没有抽气机等排气装置，应怎样将高压锅里的空气尽量排除呢？请简略的写出你的方案。 4、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）为了防止出气孔堵塞致使高压锅发生爆炸的危险，放气孔是它的第二道安全防线。放气孔封口是易熔片（熔点较低的合金材料），试说明采用易熔片的科学道理。 （2）小明测得家中高压锅出气孔的直径为，压在出气孔上的安全阀的质量为。当高压锅内气压增大到某一值时，锅内气体就能自动顶开安全阀放气。在外界为标准大气压的环境下，该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少？对照乙图所示水的沸点与气压关系图线，说明利用这种高压锅烧煮食物时，可以达到的最高温度大约是多少？（取） （3）假若要把这种高压锅向西藏地区销售，你认为需要如何改进？ 5、高压锅是家庭厨