Question

如圖所示，壓力鍋直徑為24厘米，限壓出氣口直徑3.5毫米，限壓閥質(zhì)量為100克，使用時(shí)壓力鍋內(nèi)外最大壓強(qiáng)差是多少？合多少標(biāo)準(zhǔn)大氣壓？鍋蓋與鍋的接口處至少能承受多大的力？(已知外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，g取10牛/千克)．

Answer 1

答案：
解析：

精析與解答：由于壓力鍋內(nèi)氣體被封閉，鍋內(nèi)外氣體之間存在著壓強(qiáng)差，因而鍋蓋上承受著很大的壓力，壓力鍋上的限壓閥是當(dāng)鍋內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到限定值時(shí)為保證安全而設(shè)置的一個(gè)裝置，當(dāng)鍋內(nèi)壓強(qiáng)超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，限壓閥被抬起，放出部分氣體，降低鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)．求解這道題的關(guān)鍵就是要考慮到最大壓強(qiáng)差指的是鍋內(nèi)氣體通過(guò)限壓出氣口對(duì)限壓閥的壓力p1S與限壓閥所受重力mg及大氣壓對(duì)限壓閥的壓力p0S平衡時(shí)，鍋內(nèi)氣壓p1與外界大氣壓p0的差，而鍋蓋能承受的最大壓力就是指這個(gè)壓強(qiáng)差對(duì)鍋蓋產(chǎn)生的壓力，且這個(gè)壓力由鍋蓋與鍋的接口處來(lái)承受． 　　設(shè)鍋內(nèi)氣壓為p1，大氣壓為p0，當(dāng)限壓閥剛被抬起向外噴氣時(shí)，有p1S＝p0S＋mg． 　　鍋內(nèi)外最大壓強(qiáng)差為 　　Δp＝p1－p0＝ 　　＝1.04×105帕≈1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 　　鍋蓋與鍋的接口處承受的力為 　　F＝ΔpS蓋＝Δp×πD2蓋＝4.7×103牛