Question

【题目】1697年法国物理学家帕平发明了高压锅，高压锅与普通铝锅不同，锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧，加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈，所以锅盖与锅体之间不会漏气，在锅盖中间有一排气孔，上面再套上类似砝码的限压阀，将排气孔堵住（如图）．当加热高压锅，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，这时蒸气就从排气孔向外排出．由于高压锅内的压强大，温度高，食物容易煮烂．若已知排气孔的直径为0.3cm，外界大气压为1.0×105Pa，温度为20℃，要使高压锅内的温度达到120℃，则限压阀的质量应为多少？

Answer 1

【答案】【解答】解：选锅内气体为研究对象，则由查理定律得

p2= = Pa=1.34×105Pa．

对限压阀受力分析可得

mg=p2S﹣p1S=（p2﹣p1）S=（p2﹣p1）π =0.24N

所以m=0.024kg

答：限压阀的质量应为0.024kg

【解析】由查理定律求当锅内的温度达到时，锅内的压强，根据限压阀受力平衡列方程求解。