Question

張強同學家的高壓鍋蓋上標有“××鋁制品廠18cm壓力鍋”的字樣，他測得高壓鍋限壓閥的質量為70g，排氣孔的橫截面積約為10mm²．問這個高壓鍋工作時，其內部水蒸氣的最大壓強為多大？若鍋蓋面積為260cm²，則它所能承受的壓力至少多大才能保證安全？（設大氣壓P₀=10⁵Pa）

Answer 1

①排氣孔的橫截面積為：S₁=10mm²=10^-5m²，
限壓閥的質量為：m=70g=0.07kg，
鍋內最大氣壓為：P₀S₁+mg=PS₁，
則P=

P0S1+mg

S1

=

1.0×105Pa×10-5m2+0.07kg× 10N/kg

10-5m2

=1.7×10⁵Pa；
②鍋蓋面積為：S₂=260cm²=2.6×10^-2m²，
鍋蓋所承受的最小壓力為：
F=P?S₂-P₀S₂=1.7×10⁵Pa×2.6×10^-2m²-1.0×10⁵Pa×2.6×10^-2m²=1.82×10³N．
答：其內部水蒸氣的最大壓強為1.7×10⁵Pa；
它所能承受的壓力至少為1.82×10³N時才能保證安全．