Question

3．高壓鍋是家庭廚房中常見的飲具，它節(jié)能、省時(shí)，深受消費(fèi)者青睞．如圖是雙保險(xiǎn)高壓鍋的裝置示意圖，其中鍋蓋面積為5×10^-2m²，氣孔的直徑為4mm，安全閥的質(zhì)量為80g，該高壓鍋正常使用（出氣孔排氣）時(shí)，g=10N/kg，求：
（1）大氣對(duì)鍋蓋的壓力（p取1.0×10⁵Pa）
（2）高壓鍋內(nèi)外的壓強(qiáng)差．

Answer 1

分析 （1）知道大氣壓強(qiáng)的大小和鍋蓋的面積，根據(jù)F=pS求出大氣對(duì)鍋蓋的壓力；
（2）高壓鍋正常使用，鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于安全閥重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)加上大氣壓，則高壓鍋內(nèi)外的壓強(qiáng)差等于安全閥重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)，根據(jù)F=G=mg求出壓力，根據(jù)S=πr²=π（$\fracyebonp5{2}$）²求出受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$求出高壓鍋內(nèi)外的壓強(qiáng)差．

解答 解：（1）由p=$\frac{F}{S}$可得，大氣對(duì)鍋蓋的壓力：
F_鍋蓋=p₀S_鍋蓋=1.0×10⁵Pa×5×10^-2m²=5000N；
（2）高壓鍋正常使用時(shí)的壓力：
△F=G=mg=80×10^-3kg×10N/kg=0.8N，
受力面積：
S=πr²=π（$\frac20d0mrs{2}$）²=3.14×（$\frac{4×1{0}^{-3}m}{2}$）²=1.256×10^-5m²，
高壓鍋內(nèi)外的壓強(qiáng)差：
△p=$\frac{△F}{S}$=$\frac{0.8N}{1.256×1{0}^{-5}{m}^{2}}$≈6.4×10⁴Pa．
答：（1）大氣對(duì)鍋蓋的壓力為5000N；
（2）高壓鍋內(nèi)外的壓強(qiáng)差約為6.4×10⁴Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓力和壓強(qiáng)的計(jì)算，知道高壓鍋內(nèi)外的壓強(qiáng)差等于安全閥重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)是關(guān)鍵，計(jì)算過程要注意單位的換算．