Question

一道八年级下的物理题目啊~大气压强！大神帮忙……

压力锅直径为24cm，限压出气口直径为3.5mm，限压阀质量为100g，使用时压力锅内外最大压强差是多少？合多少标准大气压？锅盖与锅的接口处至少能承受
多大的力？
求详细说明做法~为什么算出来后压力锅内外最大气体压强差是接近标准大气压的？压力锅到底是怎样工作的啊……为什么限压阀可以自己弹起来。。。它弹起来后内外压强不就相等了么？压力锅内为什么增大压强？？？

Answer 1

限压出气口面积S=3.14X(0.0035m/2)²=0.00000962㎡
限压阀的重力G=mg=0.1kgX 10N /kg=1N
锅内最大压强P=P0+ G/S=101000Pa+ 1N /0.00000962㎡=101000Pa+ 104000pa=205000pa
压力锅内外最大压强差为 G/S=104000pa 约 合1个标准大气压
锅盖与锅的接口处应至少承受压力F=PS=104000paX3.14X(0.24m/2)²=4702.5N

追问

为什么压力锅内外的压强差可以达到约合一个大气压那么大？

追答

∵F=G=mg
p=F/s
∴p=mg/s

追问

我不是问这个啊……压力锅为什么能产生104000pa这么大的气压

追答

高压锅的原理很简单，因为水的沸点受气压影响，气压越高，沸点越高。在高山、高原上，气压不到1个大气压，不到100℃水就能沸腾，鸡蛋是用普通锅具是煮不熟的。在气压大于1个大气压时，水就要在高于100℃时才会沸腾。人们现在常用的高压锅就是利用这个原理设计的。高压锅把水相当紧密地封闭起来，水受热蒸发产生的水蒸气不能扩散到空气中，只能保留在高压锅内，就使高压锅内部的气压高于1个大气压，也使水要在高于100℃时才沸腾，这样高压锅内部就形成高温高压的环境，饭就容易很快做熟了。当然，高压锅内的压力不会没有限制，要不就成了炸弹。

Answer 2

解：压力F=G=mg=0.1kg×9.8N/kg=0.98N
受力面积 s=πR^2=3.14×（3.5÷2×10^-3m）2=9.6×10^-6m^2
压强差p=F/s=0.98N/9.6×10^-6m^2=1.02×10^5Pa=1标准大气压
锅盖与锅的接口处能承受的力F=ps=1.02×10^5Pa×3.14×（24÷2×10^-2m）^2
=4612N
答：略

追问

为什么压强差就等于mg/s

追答

因为锅盖总共受到三个力的作用：锅外大气压对它向下的压力F1；锅盖自身的竖直向下的重力G；锅内气体对锅盖向上的压力F2。三力平衡压力差F=F2-F1=G,所以压强差就等于mg/s

追问

O(∩_∩)O谢谢

追答

水在高温下汽化，水蒸气越来越多，而高压锅的容积是不变的，像给车胎打气一样，锅里面的压强越来越大。高压锅所能达到的压强由限压阀的质量和限压出气口的大小决定的。