锅内即已达到预期温度(即设计时希望达到的温度),现有一压力锅,在海平面处加热能达到的预期温度为120℃.某人在海拔5000m的高山上使用此压力锅,锅内有足量的水.
、
(1)若不加盖压力阀,锅内水的温度最高可达多少?
(2)若按正确方法使用压力锅,锅内水的温度最高可达多少?
(已知:水的饱和蒸气压PW与温度t的关系图象如图2甲所示.大气压强P与高度h的关系的简化图象如图2乙所示.)
解析:
(1)已知在海平面处,大气压强
p0=1.01×105Pa,
由图乙可知,在h=5000m处,大气压强为
p′=0.53×105Pa,
此处水沸腾时的饱和蒸气压pw应等于此值.由图2甲可知,对应的温度即沸点为
t1=82℃,
达到此温度时锅内水开始沸腾,温度不再升高,故在5000m高山上,若不加盖压力锅,锅内温度最高可达82℃.
(2)由图甲可知,在t=120℃时,水的饱和度蒸汽压
pw=1.95×105Pa,
在海平面处,大气压强
p0=1.01×105Pa
可见压力阀的附加压强为
pS=pW-p0=1.95×105Pa-1.01×105Pa
=0.94×105Pa,
在5000m高山上,大气压强与压力阀的附加压强之和为
p′=p+p(5000)=0.94×105Pa+0.53×105Pa
=1.47×105Pa,
若在t=t2时阀被顶起,则此时的pW应等于p,即pW=p,
由图乙可知t1=110℃时,此时锅内水开始沸腾,温度不再升高,故按正确方法使用此压力锅,在5000m高山上锅内水的温度最高可达110℃.
故
(1)若不加盖压力阀,锅内水的温度最高可达82℃;
(2)若按正确方法使用压力锅,锅内水的温度最高可达110℃.
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