Question

某厂家设计了一批高压锅送往1标准大气压的平原地区使用，要求锅内气体压强为1.5个标准气压，排气孔的面积为7mm²，求限压阀的质量应为多少？如果某高山地区需要这种沸点下的高压锅，当地大气压只有0.8个标准气压，则高压锅的限压阀的质量应如何改进？（1标准大气压取10⁵Pa）

Answer 1

【答案】分析：（1）当锅内气体压强为1.5个标准气压时，限压阀被顶起处于平衡状态，对限压阀受力分析后利用压强公式和力的平衡条件、重力公式得出等式解求出限压阀的质量；
（2）高山地区外界大气压低，可以增大安全阀的质量，增大锅内气压，达到同样的锅内温度．
解答：解：（1）设出气口的面积为S，外界大气压为p，锅内气压为p，限压阀质量为m，
当锅内气体压强为1.5个标准气压时，对限压阀受力分析可知：受到竖直向上锅内气体的压强，竖直向下的重力和大气压力，
∵限压阀被顶起处于平衡状态，
∴pS=pS+mg，
则m===0.035kg=35g；
（2）可以增加限压阀的质量来增大锅内气压，提高沸点．
答：限压阀的质量应为35g；如果某高山地区需要这种沸点下的高压锅应增加限压阀的质量．
点评：本题涉及到大气压的综合应用，重力的计算，压强大小及其计算的等知识点，是一道物理综合题目，要求学生要具备一定的学科综合能力，计算时还要注意统一使用国际单位制单位．