Question

【题目】小明家的高压锅锅体直径为24mm，排气孔内径（孔内直径）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）请你根据说明书给出的数据，通过计算说明，小明应该买哪一种限压阀．（说明书标有：当大气压为105Pa时，该锅最高温度可以达到120℃，已知：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

【答案】
（1）

解：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= = =0.1kg=100g

所以，应该买质量为100g的限压阀

答：应该买质量为100g的限压阀

（2）

解：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

答：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

【解析】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．
【考点精析】本题主要考查了压强的大小及其计算的相关知识点，需要掌握压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）才能正确解答此题．