Question

19．沈清家的高壓鍋鍋蓋的面積為4.5×10^-2m²，排氣孔的面積為1.25×10^-5m²．他不慎丟失了鍋的限壓閥，當(dāng)他到商店購(gòu)買(mǎi)時(shí)售貨員告訴他：生產(chǎn)這個(gè)鍋的廠家提供的限壓閥有兩種，排氣孔的面積相同，質(zhì)量分別為100g和60g．
（1）此高壓鍋說(shuō)明書(shū)標(biāo)有：當(dāng)外界大氣壓為10⁵Pa、鍋內(nèi)氣壓達(dá)到1.8×10⁵Pa時(shí)，該鍋可達(dá)到的最高溫度為120℃．請(qǐng)你根據(jù)說(shuō)明書(shū)給出的資料，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，他應(yīng)該買(mǎi)哪一種限壓閥？（g取10N/kg）
（2）請(qǐng)你說(shuō)明如果買(mǎi)另一種限壓閥，使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)鍋內(nèi)氣壓達(dá)到1.8×10⁵Pa時(shí)，排氣閥受到的重力和大氣壓力之和等于鍋內(nèi)氣體產(chǎn)生的壓力之和，據(jù)此得出等式，代入數(shù)據(jù)得出限壓閥的質(zhì)量；
（2）限壓閥的質(zhì)量較小時(shí)，鍋內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)不到1.8×10⁵Pa，水的最高溫度達(dá)不到120℃．

解答 解：（1）當(dāng)鍋內(nèi)氣壓達(dá)到1.8×10⁵Pa時(shí)，排氣閥處于平衡狀態(tài)，
則有：G_閥+p₀S_閥=p_內(nèi)S_閥，
即m_閥g=p_內(nèi)S_閥-p₀S_閥
代入數(shù)據(jù)：m_閥×10N/kg=1.8×10⁵Pa×1.25×10^-5m²-10⁵Pa×1.25×10^-5m²，
解得：m=0.1kg=100g；
（2）由G_閥+p₀S_閥=p_內(nèi)S_閥可得，p_內(nèi)=$\frac{{G}_{閥}}{{S}_{閥}}$-p₀，
則限壓閥的質(zhì)量較小時(shí)，鍋內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)不到1.8×10⁵Pa，水的最高溫度達(dá)不到120℃．
答：（1）他應(yīng)該買(mǎi)質(zhì)量為100g的限壓閥；
（2）如果買(mǎi)了另一種質(zhì)量為60g的限壓閥，使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)鍋內(nèi)的最高氣壓值偏小，鍋內(nèi)溫度不能達(dá)到120℃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓強(qiáng)公式、重力公式和力的平衡條件的應(yīng)用，要注意沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系．