高压锅的限压阀是质量0.08kg的铜质圆柱体,限压阀高3cm外界压强为一个标准大气压,求当限压阀被顶起时,高压锅内的气体压强

题目

高压锅的限压阀是质量0.08kg的铜质圆柱体,限压阀高3cm外界压强为一个标准大气压,求当限压阀被顶起时,高压锅内的气体压强

答案

把“限压阀高3cm”改为“限压阀出气口直径为d=3cm”.
　　限压阀受到三个力的作用：
　　大气压力F1=P0S=P0π(d/2)²,竖直向下,
重力G=mg,竖直向下,
高压锅内的气体的压力F2=PS=Pπ(d/2)²,竖直向上.
　　由平衡条件得F2＝F1+G
　　Pπ(d/2)²＝P0π(d/2)²+mg
　　高压锅内的气体压强P＝P0+4mg/(πd²)
=1.013X10^5Pa+4X0.08X10/(3.14X0.03²)Pa
=1.024X10^5Pa
=1.01atm