Question

【題目】如圖為某高壓鍋結構示意圖，鍋蓋上有兩個氣孔，氣孔1使鍋內與外界連通，此時鍋內氣體與外界大氣壓強相等。當鍋內溫度達到40℃時，氣孔1會封閉，將鍋內外隔離。若鍋內溫度繼續升高，鍋內氣體壓強增大，當壓強增大到設計的最大值時，氣體會頂起氣孔2上的限壓閥。已知限壓閥的質量為20g，氣孔2的橫截面積為8mm2，鍋的容積為0.04m3。現在鍋內放入20℃、極少量的水，然后蓋好鍋蓋加熱，很快水完全汽化后氣孔1封閉。求:（氣體可視為理想氣體，大氣壓強p0=1.0×105Pa）

(1)氣孔2上的限壓閥被頂起時，鍋內氣體的溫度是多少？

(2)從氣孔1封閉到溫度升到120℃，漏出的氣體與氣孔1封閉時鍋內氣體的質量比.

Answer 1

【答案】（i）118.25°C（ii）0.45%

【解析】

(1)氣體在氣孔1封閉到氣孔2上的限壓閥被頂起的過程中，據查理定律：

限壓閥：p2s0=p0s0+mg

T1=273+40=313K

解得：T2=391.25K ,即t2=118.25°C

(2)密封的氣體在限壓閥頂起至升溫到120°C進行等壓變化，

據蓋.呂薩克定律

漏出氣體：

漏出氣體的質量占氣孔1封閉后鍋內氣體的總質量的百分比

解得：