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生米煮成了熟饭提纲挈领一、普通锅1. 普通锅(图1)煮饭过程就是利用能的过程,在这个过程中,锅盖的作用是,涉及的物态变化有和。2. 在情况下饭会烧糊,在高海拔地区,生米煮不成熟饭的原因 c图 1 普通锅图 2 高压锅图 3 电压力锅高压锅3高压锅(图2)由锅身、锅盖、易熔片、放气孔、安全阀和密封胶圈、以及其他新形式的放气通道组成,其对实现高压起主要作用。4易熔片是利用熔点(较高或较低)的铝合金材料制成的,其作用是 失效后,锅内温度继续升高,达到熔点,熔化后形成放气通道,使锅内气压,防止爆炸事故的发生。5高压锅工作时锅内气体压强 (高于、等于或低于)1个大气压,水的沸点 (高于、等于或低于)100C,安全阀的作用是,当安全阀被气体顶起时,锅内气压达到(最高或最低)。6.般高压锅的使用年限不超过8年,在使用期内,一定要注意掌握“盖、孔、阀、圈、片”五个安全部件的性能。 三、电压力锅7电压力锅(图3)结合了高压锅和电饭锅的优点,既又。8.电压力锅工作时将能转化为能。指点迷津一、普通锅例 1 用如图 1 所示的普通锅煮饭时,(1)锅内水温变化有何特点?有时饭会烧糊,这是什么原因?(2)揭开锅盖会看到什么现象?这些现象是怎么形成的?(3)锅盖有什么作用?在高海拔地区,用这种锅子煮饭会有什么问题?解析 (1)煮饭时,由于热传递,锅内水温逐渐升高,直至沸腾,水温保持在沸点。由于汽化,液态的水不断减少,与锅 底和锅身接触部分的水首先烧干,由于热传递,这些水烧干的部位温度就会继续上升,从而将处于这些部位已煮熟的米饭烧糊,若继续加热,烧糊的范围将由下而上、由外而内扩大,饭粒碳化(烧焦)越来越严重,冒出的黑烟越来越浓,严重时锅 底开始熔化。(2)揭开锅盖,会看到大量的“白气”和附着在锅盖上的水珠。两者都是由于水蒸气遇冷液化的结果。(3)锅盖的作用主要是减少热量的散失,提高内能的利用率。大气压随海拔升高而减小,水的沸点随大气压的减小而降低, 故在高海拔地区,用这种锅子煮饭时会难以煮熟。指点煮饭的过程就是利用内能的过程,锅盖的作用主要是减少热量的散失,提高内能的利用率。沸腾时产生的水蒸气遇冷(锅盖或空气)就会液化成水珠。当锅内水温达到沸点后不再升高,但仍继续吸热。警示普通锅子煮饭时间长,能耗高,热效率低,且在高海拔地区难以将饭煮熟。二、高压锅图4例 2 一高压锅(图 4 甲)锅体直径为 24cm ,排气孔直径为 4mm 。 限压阀(即安全阀)不慎丢失,生产这个锅的厂家提供的限压阀 有两种,孔径相同,质量分别为 100g 和 60g。(1) 请你计算说明应该买哪一种限压阀。(说明书标有:当大气 压为1.0xl05Pa时,锅内最高温度为120C。水的沸点与压强的 关系如图4乙所示,取g =10N/kg)(2) 如果买另一种限压阀,使用时会出现什么问题?解析(1)据图可知,水的沸点为120C时,气压p=1.8x105Pa。此时内外压强差卽=p- p0 = 0.8x105Pa,限压阀被顶起时, ApS 0.8 x 105Pa x 3.14 x(2 x 10-3 m10N/kg锅内外压力差与重力平衡,即mg =ApS,因此m =0.1kg=100g,故应选质量为g100g的限压阀。(2)若选质量为60g的限压阀,则在锅内气压达到p=1.8x105Pa前就被顶起,即锅内的最高气压值偏小,锅内温度不能达 到 120C。指点从所给图象中读取有关数据是基础,对限压阀进行受力分析是关键,列平衡方程是核心。压强是联系力学与热学的重 要物理量,限压阀被顶起时,锅内气压达到最大值。警示高压锅实现高压的关键是橡胶圈,它使整个锅子成为一个密封的容器。当限压阀由于某种原因(如排气孔被食物残渣堵塞)不能被顶起时,锅内气压增大,温度升高,这时易熔片(采用熔点较低的材料制成)熔化,形成排气通道,防止因压 力过大而爆炸。即便如此,仍然存在安全隐患。因此,使用高压锅时,除了定期维护和清洗外,不允许超期服役(一般不超过8年)和使用不合格产品。三、电压力锅例 3 电压力锅集高压锅和电饭锅的优点于一体,既安 全又节能。某型号电压力锅(图5 甲)的额定电压为220V,图5乙是其工作原理图,R、R2分别是主加热 器和保压加热器,R的额定功率为800W; L是用来 指示电压力锅工作状态的变色发光二极管,R0是特 殊电阻,其阻值随锅内温度变化而改变;接通电路, 开关S自动与触点a、b闭合,开始加热,当锅内水 温达到105C时,S自动与a、b断开,并与触点c接通,开始保压,此时锅内水温不变,且未沸腾。(1) 在保压状态下,加热器正常工作1h耗电0.2kWh,求R2的阻值。(2) 用该电压力锅对5 L、20C的水加热,正常工作35min后,求水温升高到多少摄氏度?已知加热器消耗的电能有90%被有效利用,水的比热容为4.2x103J/(kg C)。解析(1)在保压状态下,主加热器 R停止工作,保压加热器 R2工作1h耗电0.2kWh,故R2的额定功率为W 0.2kW - hU2U2 (220VP =0.2kW=200W,根据 P = 得 R =242Q。2 t 1h2 R 2 P 200W22(2)当锅内水温达到105C前,电压力锅正常工作35min消耗的电能E = (P +P )t =(800W+200W)x35x60s=2.1xUJ依题意,根据 cm (t-t)=E x 90% 得 t = %+t =( 十 5 0.9+20。C=110。C0cpV0 4.2 x 103 J八kg -o C丿x 1.0 x 103kg/m3 x 5 x 10-3m3锅内水温最高只能达到105C,可见,主加热器R1工作时间不到35min水温就达到105C,此后主加热器R停止工作,电 压力锅处于保压状态,水温保持在105 Co指点 电流通过电压力锅做功的过程中,将电能转化为内能,因此,电热是联系电学与热学的重要物理量。问题(2)中, 可先计算锅内水温刚达到105C所需时间:cmAt = (P +P )t x90%,解得1 2 2cmAt:(P +P )x 0.9121000x0.94.2 213 x 1.0x 13 x 5 x 1-3 x 85 s=1983s=33min可见,电压力锅对水加热33min后温度就达到了 105C,此后处于保压状态,温度维持在105Co警示 解决文字较多、涉及不熟悉的科技产品等问题时,审题是关键。围绕问题要求,要仔细、反复阅读试题,排除无效信息和干扰条件,从中提取关键信息和分辨出重要条件,找准解决问题的突破口,熟练应用相关知识和规律列式求解。基础练习1“炖”菜是人们喜欢的一道美食,最好的炖菜是应用煮食法,既把汤料和水置于炖盅中,并用蒸架把盅和煲底隔离,如图6所示,当煲中的水沸腾后,盅内的汤水是否能沸腾? ()A. 同时沸腾了B.稍后也沸腾了C.温度低于沸点,不会沸腾 D.温度达到沸点,但不会沸腾2“鸳鸯火锅”是用金属片将锅的内部空间隔成相等的两部分,一边放清汤卤,一边放红汤卤。清汤卤和红汤卤的质量、主要成分及初温几乎相同,但红汤卤一侧浮着一层具有麻辣风味的油,清汤 卤则没有。小红在使用这种火锅时,发现两边的加热情况相同,但红汤卤一侧首先沸腾。红汤卤首先沸腾的主要原因是()A. 红汤卤的比热容比清汤卤的比热容小B. 红汤一侧液面上方有一层油,能够减少热量的散失C. 红汤卤吸收的热量多D. 红汤卤的沸点比清汤卤的低3. 用高压锅煮粥,熄火后用冷水将锅浇冷却,拿去限压阀打开锅盖,可以看到锅内的粥仍在沸腾,而普通的锅则看不到这 样的现象,下列说法中正确的是( )A. 熄火后,锅内温度迅速降到100C以下,但由于打开锅盖后气压降低,所以重新沸腾B. 熄火后,锅内温度高于100C,即使不冷却,不拿去限压阀粥也在沸腾C. 熄火后,锅内温度仍然高于100C,冷却后锅内气压比原来降低,打开锅盖后,气压降为一个大气压,所以重新沸腾D. 粥的流动性差,不易降温,熄火后,即使不浇冷水,不拿去限压阀粥也要沸腾较长时间4冬天水壶里的水烧开后,在离壶嘴一定距离才能看见“白气”,而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴 的地方温度,壶嘴出来的水蒸气不能,而距壶嘴一定距离的地方温度低,壶嘴出来的水蒸气大量o5. 用蒸笼蒸馒头,是上层还是下层蒸格中的馒头先熟呢?小明仔细观察后发现:高温的水蒸气经过多层蒸格向上升,遇到 冷的蒸笼盖时,大量水蒸气发生现象,很多热量,使层蒸格中的馒头先熟。有经验的师傅拿刚出笼的馒头前,先将手沾点水,这样做主要是利用,使手不会被烫伤。BC-65B电炒锅额定电压220V额定功率1100W工作频率50Hz6. 右表是某电炒锅的铭牌,根据表中的信息回答下列问题:若家庭电路中的电压只有198V,电炒锅工作1h消耗的电能是kWh。若家庭电路中只有电炒锅在烧水且正常工作,电炒锅产生的热量有70%被水吸收后水的温度升高了 30C,且右图中电能表的转盘正好转了 300转,该电炒锅中水的质量为kg。水的比热容c=4.2xlO3J/(kgC)迁移提升7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100C以上。它省时高效,深受消费者欢迎。(1)说出高压锅运用了哪些物理知识?(答三点即可)(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 7)。试说明小明建议的物理道理。岀:扎利安金阀 二:艙孔鸭熔片)图8图7(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。通过计算并对照图像(图8)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9图108某一电饭锅(图9),内部电路如图10所示。R是加热电阻,阻值 为48.4Q; R2是限流电阻,阻值为484Q。煮饭时,接通电源(220V 50Hz)、闭合手动开关S,电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达 到103C时,开关S1会自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭 合。S2是一个自动温控开关,当锅内食物温度达到80C时会自动断开, 温度低于70C时会自动闭合。问:(1)若接通电源后没有闭合开关S,那么电饭锅能将饭煮熟吗?为什 么?(2)在一个标准大气压下若用这种电饭锅烧水,则开关S的自动断电功能不起作用,这是为什么?3)在加热和保温两种情况下,电饭锅消耗的电功率之比是多少?若电饭锅电能转化为内能的效率为84,那么在一个标准大气压下将温度为20C、质量为2.5kg的水烧开,至少需要多长时间?
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