Question

17．小军家有一直径为24cm的高压锅，由于放置不当，限压阀丢失，为了配置限压阀，小军测得该高压锅的排气孔的面积为10^-5m²，根据表中所示水的沸点与压强的关系，要使这个高压锅内的最高温度不超过120℃．配置限压阀的质量应该是多少？（当时的大气压为1.09×10⁵Pa．g取10N/kg）

T/℃	100	105	110	112	114	116	118	120	126	130
p/kPa	101	121	143	154	163	175	187	199	239	270

Answer 1

分析 （1）由表格查出高压锅内120℃时的压强，根据大气压，求出内外压强差；
（2）限压阀静止，处于平衡状态，根据平衡条件及压强公式可以求出限压阀的质量．

解答 解：由图象可知，温度为120℃时，
锅内气体的压强p=1.99×10³p_a=1.99×10⁵Pa，
锅内外压强差：△p=p-p₀=1.99×10⁵Pa-1.09×10⁵Pa=0.9×10⁵Pa，
由p=$\frac{F}{S}$得，限压阀对排气孔的压力：F=△pS=0.9×10⁵Pa×10^-5m²=0.9N，
由于限压阀对排气孔的压力等于自身重力，
限压阀的质量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{0.9N}{10N/kg}$=0.09kg=90g．
答：限压阀的质量应该为90g．

点评 熟练应用平衡条件、压强公式的变形公式，即可正确解题．