一只口径24厘米的高压锅,其限压出气口的直径3.5毫米,限压阀质量为100克,（g取10牛每千克）,当正常使用时,求：（1）高压锅内外的压强差（2）高压锅锅盖接口处承受的最小压力F

Question

一只口径24厘米的高压锅,其限压出气口的直径3.5毫米,限压阀质量为100克,（g取10牛每千克）,当正常使用时,求：
（1）高压锅内外的压强差
（2）高压锅锅盖接口处承受的最小压力F

Answer 1

分析与由于压力锅内气体被封闭,锅内外气体之间存在着压强差,因而锅盖上承受着很大的压力.压力锅上的限压阀是当锅内压强达到限定值时保证安全而设置的一个装置,当锅内压强超过一定数值时,限压阀被抬起,放出部分气体,降低锅内气体压强.求解这道题的关键就是要考虑到最大压强差指的锅内气体通过限压出气口对限压阀的压力p1S与限压阀所受重力mg及大气压对限压阀的压力p0S平衡时,锅内气压p1与外界大气压p0的差,而锅盖能承受的最大压力就是指这个压强差对锅盖产生的压力.
设锅内气压为p1,大气压为p0,当限压阀刚被抬起向外喷气时,有
p1S=p0S+mg.
锅内外最大压强差为
△p=p1-p0
=mg/S
=1.04×10^5Pa≈1标准大气压
锅盖与锅的接口处承受的力为
F=△p·S盖=△p× πD2盖
=4.6×10^3牛
答：1.04×10^5Pa,约1标准大气压；4.6×10^3N