题目

如图所示是的示意图，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，当内部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22cm，空心柱小孔的横截面积为10㎜2 ， 限压阀的质量为100g的，用它来煮饭，若当时的大气压为1.0×105Pa.问： （1） 此高压锅的原理； （2） 此时内部气体的最大压强是多少？ （3） 该高压锅在大气压强为0.8×105Pa的地区使用时要保证水的沸点与上题一样，则应换一个质量为多大的限压阀？（g取10N/kg） 答案： 【1】液体的沸点随气压增大而升高 锅内气压得到最大时，限压阀要起而未起，限压阀的自重产生的压强：P自=GS=0.1kg×10N/kg10×10-6m2=105Pa；这时受到锅内向上的压强、向下的大气压强和自重产生的压强，即：P内=P0+P自= 1.0×105Pa +105Pa=2×105Pa ； 当锅内的气压为2×105Pa时，锅内气体对限压阀的压力为：F内=P内S=2×105Pa×10×10-6m2=2N；大气对限压阀向下的压力为：F0=P0S=0.8×105Pa×10×10-6m2=0.8N；那么限压阀的自重为：P内=P0+P自=2N-0.8N=1.2N；那么限压阀的最大质量为：m=G自g=1.2N10N/kg=0.12kg=120g。

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