Question

2．为了研究高压锅的有关知识，小刚同学通过查阅说明书和实地测量采集了一些数据，如图所示，小华同学看过数据后，认为其中有一个数据搞错了．如果是限压阀的质量搞错了，限压阀的质量应该是多少克？（g取10N/kg，大气压强为1.0×10⁵pa）

Answer 1

分析 对限压阀进行受力分析，受向下的重力mg、外界大气向下的压力F_外、锅内气体向上的压力F_内；
当限压阀即将顶起时，根据力的平衡条件有：F_外+mg=F_内；
根据压强定义式可得：F_外=p₀S，F_内=p_内S；
分别求出限压阀内外的气体压力，可以求得限压阀的质量．

解答 解：由图可知，出气小孔的横截面积S=10mm²=10×10^-6m²=1×10^-5m²
根据p=$\frac{F}{S}$可得，外界大气压力F_外=p₀S=1.0×10⁵pa×1×10^-5m²=1N．
锅内气压最大值p_内=1.8atm=1.8×10⁵pa；
根据p=$\frac{F}{S}$可得，锅内气体压力F_内=p_内S=1.8×10⁵pa×1×10^-5m²=1.8N．
当限压阀即将顶起时，根据力的平衡条件有：F_外+mg=F_内；
所以限压阀的质量m=$\frac{{F}_{内}-{F}_{外}}{g}$=$\frac{1.8N-1N}{10N/kg}$=0.08kg=80g．
答：如果是限压阀的质量搞错了，限压阀的质量应该是80克．

点评 本题考查了压强公式、重力公式和力的平衡条件的应用，关键是对限压阀进行受力分析．