小明家的高压锅锅体直径为24mm，排气孔内径（孔内直径）为4mm．小明不慎丢失了锅的限压阀，当他到商店购买时售货员告诉他，生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种，孔径相同，质量分别

Question

小明家的高压锅锅体直径为24mm，排气孔内径（孔内直径）为4mm．小明不慎丢失了锅的限压阀，当他到商店购买时售货员告诉他，生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种，孔径相同，质量分别为100g和60g．

（1）请你根据说明书给出的数据，通过计算说明，小明应该买哪一种限压阀．（说明书标有：当大气压为10⁵Pa时，该锅最高温度可以达到120℃，已知：水的沸点与压强的关系如图所示，取g=10N/kg）
（2）请你说明如果买另一种限压阀，使用时会出现什么问题．

Answer 1

（1）由图1可知，当锅内温度为120℃时，锅内压强p=1.8×10⁵Pa．
此时限压阀受力：F₀+G=F 
设安全阀的质量为m，则有：p₀S+mg=pS  
可得：m=((p−p0)S)/(g)=

((1.8×105Pa−105Pa)×3.14×(2×10−3m)2)/(10N/kg)

=0.1kg=100g
答：所以，应该买质量为100g的限压阀．
（2）如果买了另一种质量为60g的限压阀，使用时会出现锅内的最高气压值偏小，锅内温度不能达到120℃的后果．
答：（1）应该买质量为100g的限压阀．
（2）如果买了另一种质量为60g的限压阀，使用时会出现锅内的最高气压值偏小，锅内温度不能达到120℃的后果．