Question

【題目】如圖是高壓鍋的示意圖：鍋蓋上有一個(gè)空心柱為排氣孔，空心柱上戴著一個(gè)帽子為限壓閥。當(dāng)高壓鍋氣體的壓

強(qiáng)超過(guò)安全值時(shí)，鍋內(nèi)的氣體就會(huì)沖開(kāi)限壓閥，氣體跑出一部分，使鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小�，F(xiàn)有一個(gè)直徑為24 cm，空心柱小孔的橫截面積為10 mm2，限壓閥的質(zhì)量為100 g的高壓鍋，要用它來(lái)煮飯，若當(dāng)時(shí)的大氣壓為1.0×105 Pa，問(wèn):

(1)此高壓鍋內(nèi)氣體能達(dá)到的最大壓強(qiáng)為多少？

(2)經(jīng)商品質(zhì)量檢測(cè)部門檢測(cè)，此高壓鍋內(nèi)氣體的最大壓強(qiáng)不能超過(guò)1.8×105 Pa，要使此高壓鍋能繼續(xù)安全使用，原來(lái)的限壓閥還能使用嗎？若不能，應(yīng)該再配備一個(gè)質(zhì)量為多大的限壓閥？(g取10 N/kg)

Answer 1

【答案】(1)2×105 Pa；(2)0.08 kg

【解析】(1)原來(lái)的限壓閥對(duì)出氣口的壓力：F＝G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N，空心柱小孔的橫截面積S＝10mm2＝1×105m2,當(dāng)時(shí)的大氣壓p0＝1×105Pa，原來(lái)的限壓閥對(duì)出氣口的壓強(qiáng)：p1＝＝1×105Pa.高壓鍋內(nèi)氣體達(dá)到的最大壓強(qiáng)：p內(nèi)＝p0+p1＝1×105Pa+1×105Pa＝2×105Pa；(2)因?yàn)?/span>p內(nèi)＝2×105 Pa>1.8×105 Pa，所以不能繼續(xù)使用，要使此高壓鍋能繼續(xù)安全使用,應(yīng)減小鍋內(nèi)氣體達(dá)到的最大壓強(qiáng)p內(nèi)，此時(shí)限壓閥對(duì)出氣口的壓強(qiáng)：p限＝p最大p0＝1.8×105Pa1×105Pa＝0.8×105Pa，由p＝可得,此時(shí)作用在出氣口的壓力：F限＝p限S＝0.8×105Pa×1×105m2＝0.8N，此時(shí)限壓閥的重力：G′＝F限＝0.8N，

配制的限壓閥的質(zhì)量：m′＝ ＝0.08kg