Question

3．高压锅是家庭厨房中常见的饮具，它节能、省时，深受消费者青睐．如图是双保险高压锅的装置示意图，其中锅盖面积为5×10^-2m²，气孔的直径为4mm，安全阀的质量为80g，该高压锅正常使用（出气孔排气）时，g=10N/kg，求：
（1）大气对锅盖的压力（p取1.0×10⁵Pa）
（2）高压锅内外的压强差．

Answer 1

分析 （1）知道大气压强的大小和锅盖的面积，根据F=pS求出大气对锅盖的压力；
（2）高压锅正常使用，锅内气体的压强等于安全阀重力产生的压强加上大气压，则高压锅内外的压强差等于安全阀重力产生的压强，根据F=G=mg求出压力，根据S=πr²=π（$\frac{d}{2}$）²求出受力面积，利用p=$\frac{F}{S}$求出高压锅内外的压强差．

解答 解：（1）由p=$\frac{F}{S}$可得，大气对锅盖的压力：
F_锅盖=p₀S_锅盖=1.0×10⁵Pa×5×10^-2m²=5000N；
（2）高压锅正常使用时的压力：
△F=G=mg=80×10^-3kg×10N/kg=0.8N，
受力面积：
S=πr²=π（$\frac{d}{2}$）²=3.14×（$\frac{4×1{0}^{-3}m}{2}$）²=1.256×10^-5m²，
高压锅内外的压强差：
△p=$\frac{△F}{S}$=$\frac{0.8N}{1.256×1{0}^{-5}{m}^{2}}$≈6.4×10⁴Pa．
答：（1）大气对锅盖的压力为5000N；
（2）高压锅内外的压强差约为6.4×10⁴Pa．

点评 本题考查了压力和压强的计算，知道高压锅内外的压强差等于安全阀重力产生的压强是关键，计算过程要注意单位的换算．