Question

高壓鍋的鍋蓋通過幾個(gè)牙齒似的鍋齒與鍋鑲嵌旋緊，鍋蓋與鍋之間有橡皮制的密封圈，不會(huì)漏氣，鍋蓋中間有一排氣孔，上面可套上類似砝碼的限壓閥將排氣孔堵�。�當(dāng)加熱高壓鍋（鍋內(nèi)有水），鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)增加到一定程度時(shí)，氣體就把限壓閥頂起來，蒸汽即從排氣孔排出鍋外．已知某高壓鍋的排氣孔的直徑為0.4cm，大氣壓強(qiáng)為1.00×10⁵Pa．假設(shè)鍋內(nèi)水的沸點(diǎn)與鍋內(nèi)壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，要設(shè)計(jì)一個(gè)鍋內(nèi)一最高溫度達(dá)120℃的高壓鍋，問需要配一個(gè)質(zhì)量多大的限壓閥？（g取10m/s²）

Answer 1

分析：由圖可知，鍋內(nèi)溫度達(dá)120℃時(shí)，鍋內(nèi)壓強(qiáng)，根據(jù)限壓閥受力平衡列方程解決

解答：解析：由圖可知，鍋內(nèi)溫度達(dá)120℃時(shí)，鍋內(nèi)壓強(qiáng)為p=1.72×10 5P_a，
根據(jù)限壓閥受力平衡，p=p0+

mg

S

所以：m=

(p-p0)S

g

=

(p-p0)πd2

4g

代入數(shù)據(jù)，解得：m=0.092kg
答：需要配一個(gè)質(zhì)量0.092kg的限壓閥

點(diǎn)評(píng)：此題涉及到大氣壓的綜合應(yīng)用，重力的計(jì)算，壓強(qiáng)大小及其計(jì)算的等知識(shí)點(diǎn)，是一道物理綜合題目，要求學(xué)生要具備一定的學(xué)科綜合能力，計(jì)算時(shí)還要注意統(tǒng)一使用國際單位制單位．