水的沸點(diǎn)與水面上方氣體的壓強(qiáng)有關(guān),氣體壓強(qiáng)越大水的沸點(diǎn)越高。下表給出了水面上方氣體壓強(qiáng)與沸點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系。技術(shù)員小陳利用這一關(guān)系,設(shè)計(jì)了如圖所示的鍋爐水溫控制裝置,圖中OC為一可繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的橫桿,在橫桿上的B點(diǎn)下方連接著閥門S,閥門的底面積為3平方厘米,OB長度為20厘米,橫桿上A點(diǎn)處掛著重物G,OA長度為68厘米。對水加熱時(shí),隨著水溫升高,水面上方氣體壓強(qiáng)增大,當(dāng)壓強(qiáng)增大到一定值時(shí),閥門S被頂開,使鍋爐內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小,水開始沸騰。當(dāng)重物G掛在不同位置時(shí),鍋爐內(nèi)水面上方氣體壓強(qiáng)可達(dá)到的最大值不同,從而控制鍋爐內(nèi)水的最高溫度。(橫桿和閥門質(zhì)量不計(jì))
壓強(qiáng)(帕) |
1.0×105 |
1.4×105 |
2.0×105 |
2.7×105 |
沸點(diǎn)(℃) |
100 |
110 |
120 |
130 |
(1)當(dāng)鍋爐內(nèi)水的溫度達(dá)到130℃沸騰時(shí),鍋爐內(nèi)氣體的壓強(qiáng)是
2.7×105
2.7×105
帕。
(2)當(dāng)大氣壓強(qiáng)為1.0×10
5帕?xí)r,將G掛在A位置,鍋爐內(nèi)水沸騰時(shí)的溫度為130℃,則此時(shí)閥門底部受到的氣體壓力和上部受到的大氣壓力的差值是
51
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牛(計(jì)算時(shí)可認(rèn)為閥門上、下底面積相等)
(3)當(dāng)大氣壓強(qiáng)為1.0×10
5帕?xí)r,要使鍋爐內(nèi)水的溫度達(dá)到120℃時(shí)沸騰,應(yīng)將G掛在離O點(diǎn)多遠(yuǎn)處?