一、如图1是小杰家的压力锅示意图,锅盖上标有“××铝制品厂24cm压力锅”的字样,他测得限压阀的质量是100g
(1)排气孔的横截面积为:s=7.5mm2=7.5×10-6m2,
限压阀的质量为:m=100g=0.1kg,
根据二力平衡知识可知:p0s+mg=ps,
则锅内的最大压强p=p0s+mgs=1.01×105pa×7.5×10?6m2+0.1kg×10n/kg7.5×10?6m2≈2.343×105pa;
(2)锅盖面积为:s′=0.045m2,
∵p=fs,
∴锅盖所承受的最小压力为:
f=ps′-p0s′=(2.343×105pa-1.01×105pa)×0.045m2=5.9985×103n;
(3)排气孔的横截面积为:s″=8mm2=8×10-6m2,
由图象可知水的沸点为120℃时,锅内的压强为p′=1.6×105pa,
∵p=fs=gs,
∴限压阀的重力为g=(p′-p0)×s″=(1.6×105pa-1.01×105pa)×8×10-6m2=0.472n,
∵g=mg,
∴限压阀的质量m=gg=0.472n10n/kg=0.0472kg=47.2g.
答:(1)这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强是2.343×105pa;
(2)锅盖至少要能承受5.9985×103n的压力才能保证安全;
(3)限压阀的质量应为47.2g.