Question

5．假设高压锅锅羞的面积为400厘米²，玉米种皮的表面积为1厘米²，当玉米种皮受到内外压力差为30牛时，玉米爆裂呈爆米花的效果最佳，求此时打开高压锅前锅内气压对锅盖产生的压力大小．（设锅外气压为标准大气压，且取1标准大气压=1.0×10⁵帕）

Answer 1

分析 （1）根据p=$\frac{F}{S}$可计算得到玉米种皮内外的气压差△p=$\frac{△F}{{S}_{玉米}}$，也就是高压锅内外的气压差；
（2）根据△p=p_内-p_外可计算得到锅内气体的压强；
（3）根据F=p_内S_锅盖计算锅内气压对锅盖产生的压力．

解答 解：根据p=$\frac{F}{S}$可得，玉米种皮内外的气压差△p=$\frac{△F}{{S}_{玉米}}$=$\frac{30N}{1×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=3×10⁵pa，
即高压锅内外的气压差△p=3×10⁵pa，
因为△p=p_内-p_外，所以p_内=p_外+△p=1×10⁵pa+3×10⁵pa=4×10⁵pa
根据p=$\frac{F}{S}$可得，锅内气压对锅盖产生的压力：
F=p_内S_锅盖=4×10⁵pa×400×10^-4m²=1.6×10⁴N
答：此时打开高压锅前锅内气压对锅盖产生的压力大小为1.6×10⁴N．

点评 本题主要考查了压强、压力的计算，关键是要知道：△p=p_内-p_外，高压锅内外的气压差=玉米种皮内外的气压差．