Question

【題目】1697年法國物理學家帕平發明了高壓鍋，高壓鍋與普通鋁鍋不同，鍋蓋通過幾個牙齒似的鍋齒與鍋體鑲嵌旋緊，加上鍋蓋與鍋體之間有橡皮制的密封圈，所以鍋蓋與鍋體之間不會漏氣，在鍋蓋中間有一排氣孔，上面再套上類似砝碼的限壓閥，將排氣孔堵住（如圖）．當加熱高壓鍋，鍋內氣體壓強增加到一定程度時，氣體就把限壓閥頂起來，這時蒸氣就從排氣孔向外排出．由于高壓鍋內的壓強大，溫度高，食物容易煮爛．若已知排氣孔的直徑為0.3cm，外界大氣壓為1.0×105Pa，溫度為20℃，要使高壓鍋內的溫度達到120℃，則限壓閥的質量應為多少？

Answer 1

【答案】【解答】解：選鍋內氣體為研究對象，則由查理定律得

p2= = Pa=1.34×105Pa．

對限壓閥受力分析可得

mg=p2S﹣p1S=（p2﹣p1）S=（p2﹣p1）π =0.24N

所以m=0.024kg

答：限壓閥的質量應為0.024kg

【解析】由查理定律求當鍋內的溫度達到時，鍋內的壓強，根據限壓閥受力平衡列方程求解。