Question

20．在日常生活中，為了提尚烹煮食物的溫度，縮短烹煮的時間，人們利用水的沸點隨氣壓的升高而升高的性質制造出了高壓鍋．某種規格的高壓鍋出氣口的直徑為3.2mm，計算出它的面積為8mm²，要使鍋內氣壓達到2個標準大氣壓，請計算該高壓鍋應配的限壓閥的質量為多少克？（外界氣壓為1標準大氣壓，1標準大氣壓取10⁵Pa，g取10N/kg）

Answer 1

分析 可設出氣口的面積為S，外界大氣壓為p₀，鍋內氣壓為p，限壓閥質量為m，則限壓閥受到重力G=mg、鍋內氣體壓力F_內、外界大氣壓力F_外三個力的關系為：p₀S+mg=pS，然后即可求出m．

解答 解：設出氣口的面積為S，外界大氣壓為p₀，鍋內氣壓為p，限壓閥質量為m
由pS=p₀S+mg得：
m=$\frac{（p-{p}_{0}）S}{g}$=$\frac{（2×1{0}^{5}Pa-1{0}^{5}Pa）×8×1{0}^{-6}{m}^{2}}{10N/kg}$=0.08kg=80g．
答：該高壓鍋應配的限壓閥的質量為80克．

點評 本題考查了重力公式和壓強公式的應用，根據限壓閥受力平衡得出等式是關鍵．