Question

如图所示是高压锅的示意图,锅盖上有一个竖直空心柱为排气孔,空心柱上配有一个限压阀,当高压锅内的气体压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,放出一部分水蒸气,使锅内气体压强减小.现有一个直径为22㎝,空心柱小孔的横截面积为10㎜²,限压阀的质量为100g的高压锅,用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×10⁵ P_a.问.                                        

(1)此高压锅内气体的最大压强是多少?

(2)经商品质量检测部门检测,此高压锅气体最大压强不能超过1.8×10⁵ P_a要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应再配一个质量为多大的限压阀.(g取10N /㎏)

Answer

(1)2×105Pa （2）0.08㎏

【解析】（1）F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N，s=10mm2 =0.00001m2 ，P0 =1×105 Pa，

P1 =F/s=1N/0.00001m2=1×105 Pa；

P内 =P0 +P1 =1×105 Pa+1×105 Pa=2×105 Pa；

（2）P限 =P最大 -P0 =1.8×105 Pa-1×105 Pa=0.8×105 Pa，

F限 =P限 s=0.8×105 Pa×0.00001m2 =0.8N，

G=F限 =0.8N，m=G/g=0.8N/10N/kg=0.08kg=80g