Question

小明家的高压锅锅体直径为24cm，排气孔内径为4mm．小明不慎丢失了锅的限压阀，当他到商店购买时售货员告诉他，生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种，孔径相同，质量分别为100g和60g．
（1）为了使锅内温度可以达到120℃，请你通过计算说明，小明应该买哪一种限压阀．

质量为100g

：水的沸点与压强的关系如图所示，取g=10N/kg）
（2）请你说明如果买另一种限压阀，使用时会出现什么问题．

Answer 1

分析：要解答本题需掌握：①高压锅的原理是增加锅内气压，提高沸点的原理制造的．根据锅内气体的最大压强和大气压可计算出作用在限压阀上的压强，然后根据限压阀出气口横截面积可求出限压阀的压力，此时压力即为其重力，然后即可求出限压阀的质量．

解答：解：（1）由图1可知，当锅内温度为120℃时，锅内压强p=1.8×10⁵Pa．
此时限压阀受力：F₀+G=F 
设安全阀的质量为m，则有：p₀S+mg=pS  
可得：m=

(p-p0)S

g

=

(1.8×105Pa-105Pa)×3.14×( 4×10-3m 2 )2

10N/kg

=0.1kg=100g
答：所以，应该买质量为100g的限压阀．
（2）如果买了另一种质量为60g的限压阀，使用时会出现锅内的最高气压值偏小，锅内温度不能达到120℃的后果．

点评：此题涉及到大气压的综合应用，这是一道数学与物理的综合性题目，要求学生要具备一定的学科综合能力，计算时还要注意统一使用国际单位制单位．