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

Question

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，致使高压锅爆炸的报道后，给厂家提出了一个增加易熔片（熔点较低的合金材料）的改进建议．现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔（如图1）．试说明小明建议的物理道理．        
（3）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．通过计算并对照图象（图2）说明利用这种高压锅烧水时，最高温度大约是多少？假若要把这种高压锅向西藏地区销售，你认为需要做哪方面的改进，如何改进？

图1                                                         图2

Answer 1

（1）可以将食物加热到100℃以上，应用到了沸点与气压的关系；锅内压力等于大气压力和限压阀的压力，应用了二力平衡的知识；计算锅内温度的时候，用到压强的计算；增加易熔片是利用熔化的知识（答案不唯一）．
（2）高压锅一旦安全阀失效，锅内气压过大，锅内温度也随之升高，当温度达到易熔片的熔点时，再继续加热易熔片就会熔化，锅内气体便从放气孔喷出，使锅内气压减小，从而防止爆炸事故发生．
（3）根据题意得：锅内压强等于大气压加限压阀产生的压强，即
P _a = = =0.63×10 ⁵ Pa
所以有：
P=P ₀ +P _m =1.01×10 ⁵ Pa+0.63×10 ⁵ Pa=1.64×10 ⁵ Pa
由图象可得锅内最高温度大约为115℃．若要把这种锅向西藏地区销售，由于西藏大气压较小，要使锅内最高温度仍为115℃，锅内外压强差变大，应适当提高锅的承压能力，并适当增加安全阀的质量．