试题

（2012·岳阳模拟）如图所示是高压锅的示意图，锅盖上有一个竖直空心柱为排气孔，空心柱上配有一个限压阀，当高压锅内的气体压强超过安全值时，锅内气体就会冲开限压阀，放出一部分水蒸气，使锅内气体压强减小．现有一个直径为22cm，空心柱小孔的横截面积为10㎜²，限压阀的质量为100g的高压锅，用它来煮饭，若当时的大气压为1.0×10⁵Pa．问：
（1）此高压锅内气体的最大压强是多少？
（2）经商品质量检测部门检测，此高压锅气体的最大压强不能超过1.8×10⁵Pa，要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能使用吗？若不能，应再配一个质量为多大的限压阀．
（g取10N/kg）

解：（1）F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N，s=10mm²，=0.00001m²，P₀=1×10⁵Pa，
P₁=

F

s

=

1N

0.00001m2

=1×10⁵Pa．
P_内=P₀+P₁=1×10⁵Pa+1×10⁵Pa=2×10⁵Pa；
（2）P_限=P_最大-P₀=1.8×10⁵Pa-1×10⁵Pa=0.8×10⁵Pa，
F_限=P_限s=0.8×10⁵Pa×0.00001m²=0.8N，
G=F_限=0.8N，
m=

G

g

=

0.8N

10N/kg

=0.08kg=80g．
答：（1）锅内气体能达到的最大压强是2×10⁵Pa；
（2）不能，应该再配一个质量为80g的限压阀．
解：（1）F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N，s=10mm²，=0.00001m²，P₀=1×10⁵Pa，
P₁=

F

s

=

1N

0.00001m2

=1×10⁵Pa．
P_内=P₀+P₁=1×10⁵Pa+1×10⁵Pa=2×10⁵Pa；
（2）P_限=P_最大-P₀=1.8×10⁵Pa-1×10⁵Pa=0.8×10⁵Pa，
F_限=P_限s=0.8×10⁵Pa×0.00001m²=0.8N，
G=F_限=0.8N，
m=

G

g

=

0.8N

10N/kg

=0.08kg=80g．
答：（1）锅内气体能达到的最大压强是2×10⁵Pa；
（2）不能，应该再配一个质量为80g的限压阀．