Question

20．如圖所示的高壓鍋，鍋蓋上有一個空心柱為排氣孔，空心柱上戴著一個帽子為限壓閥．當高壓鍋呃逆氣體的壓強超過安全值時，鍋內氣體就會沖開限壓閥，氣體跑出一部分，使鍋內氣體的壓強減�。疁y得一個高壓鍋限壓閥的質量是0.08kg，排氣孔的直徑是3mm，求：
（1）限壓閥的重力；
（2）限壓閥產生的壓強；
（3）國內食物沸騰時的溫度稱為沸點（單位是“℃”），沸點（t）與壓強（p）的關系如表所示，則：這個高壓鍋內的最高溫度．

t/℃	95	100	105	110	112	114	116	118	120	122	124	126	128
p/kPa	84	101	121	143	154	163	175	187	199	211	226	239	258

Answer 1

分析 （1）已知限壓閥的質量，根據(jù)G=mg求出限壓閥的重量；
（2）知道直徑，求出受力面積，利用壓強定義式求限壓閥產生的壓強；
（3）求出鍋內氣壓，對照表格內容得出鍋內最高溫度．

解答 解：
（1）限壓閥的重量為：
G=mg=0.08kg×9.8N/kg=0.784N；
（2）限壓閥產生的壓力：
F=G=0.8N，
受力面積：S=πr²=3.14×（$\frac{1}{2}$×3mm）²=7.07mm²=7.07×10^-6m²，
限壓閥產生的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{0.784N}{7.07×1{0}^{-6}{m}^{2}}$≈1.11×10⁵Pa；
（3）鍋內氣壓：p_鍋內=p₀+p=1.01×10⁵Pa+1.11×10⁵Pa=2.12×10⁵Pa=212kPa；
對照表中數(shù)據(jù)可知鍋內水溫約為122℃；
答：（1）限壓閥的重力為0.784N；
（2）限壓閥產生的壓強為1.11×10⁵Pa；
（3）這個高壓鍋內的最高溫度為122℃．

點評 此題涉及到大氣壓的綜合應用，重力的計算、壓強大小計算等知識點，這是一道數(shù)學與物理的綜合性題目，要求學生要具備一定的學科綜合能力，計算時還要注意統(tǒng)一使用國際單位制單位．