作业帮水的沸点与水面上方的气体压强有关水的沸点与水面上方气体的压强有关,气体压强越大,水的沸点越高,下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系.技术员小陈利用这一关系,设计了如下
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/01 07:51:18
水的沸点与水面上方的气体压强有关水的沸点与水面上方气体的压强有关,气体压强越大,水的沸点越高,下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系.技术员小陈利用这一关系,设计了如下
水的沸点与水面上方的气体压强有关
水的沸点与水面上方气体的压强有关,气体压强越大,水的沸点越高,下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系.技术员小陈利用这一关系,设计了如下图所示的锅炉水温控制装置,图中OC为一可绕O点旋转的横杆(质量不计), 在横杆上的B点下方连接着阀门S,阀门的底面积为3 cm2,OB长度为20 cm, 横杆上A点处挂着重物G,OA长度为60 cm.对水加热时,随着水温升高,水面上方气体压强增大.当压强增大到一定值时,阀门S被打开,使锅炉内气体压强减小,水开始沸腾.当重物G挂在不同位置时,锅炉内水面上方气体压强可达到的最大值不同 ,从而控制锅炉内水的最高温度. (1)当锅炉内水的温度达到120℃沸腾时,锅炉内气体压强是少?(2)当大气压强为1.0×105Pa时,将G挂在A位置,锅内水沸腾时的温度为120℃ ,求此时阀门底部受到的气体压力和上部受到的大气压力差是多少?所挂物体的重G为多少? (3)当大气压强为1.0×105Pa时,要使锅炉内水的温度达到110℃沸腾,应将G挂在离 O点多远处?
气压（Pa） 1*105 1．4*105 2*105 2．7*105
沸点（℃） 100 110 120 130
水的沸点与水面上方的气体压强有关水的沸点与水面上方气体的压强有关,气体压强越大,水的沸点越高,下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系.技术员小陈利用这一关系,设计了如下
1,由压强沸点关系表可知,锅炉内气体压强为2*10^5 Pa
2,阀门底部气压为2*10^5 Pa,大气压力为1.0×10^5Pa,压力差为1.0×10^5Pa.忽略杠杆和阀门的重量,有1.0×10^5*3*10^(-4)*20=60*G,解得G=10 N
3,110℃沸腾沸腾,蒸汽内压为1.4*10^5 Pa,内外压差为0.4*10^5 Pa,则0.4*10^5*3*10^(-4)*20=x*10,解得x=24 cm
（1）查表可知，锅内气压为P内=2.0×105Pa．
（2）锅炉内外的压强差为：△P=P内-P外=2.0×105Pa-1.0×105Pa=1.0×105Pa
阀门的面积：S=3cm 2=3×10-4m 2
∵P=FS
∴压力差为：△F=△P×S=1.0×105Pa×3×10-4m 2 =30N．
（3）∵F B=△F=30N
F B×OB=G×OA...
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（1）查表可知，锅内气压为P内=2.0×105Pa．
（2）锅炉内外的压强差为：△P=P内-P外=2.0×105Pa-1.0×105Pa=1.0×105Pa
阀门的面积：S=3cm 2=3×10-4m 2
∵P=FS
∴压力差为：△F=△P×S=1.0×105Pa×3×10-4m 2 =30N．
（3）∵F B=△F=30N
F B×OB=G×OA
∴30N×20cm=G×60cm
∴G=10N；
锅炉内的水温度达到110℃时，锅内气压为P'内=1.4×10 5Pa．
∴△P'=P'内-P外=1.4×105Pa-1.0×105Pa=0.4×105Pa
∴△F'=△P'×S=0.4×105Pa×3×10-4m 2=12N
∵F'B=△F'=12N
∴F'B×OB=G×OC
∴12N×20cm=10N×OC
∴OC=24cm
应将G挂在离O点24cm处．
答：（1）当锅炉内水的温度达到120℃沸腾时，锅炉内气体的压强是2.0×105Pa．
（2）当外界大气压强为1.0×105Pa时，将G挂在A位置，锅炉内水沸腾的温度为120℃．求此时阀门底部受到的气体压力和上部受到的大气压力的差值是30N．
（3）当大气压强为1.0×105Pa时，要使锅炉内的水温度达到110℃时沸腾，应将G挂在离O点24cm．
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