高压锅是现代家庭常用的炊具．图甲为某品牌高压锅，已知锅盖上的出气孔的横截面积为15mm2，图乙是水的沸点随气压变化的规律图象．（1）简要说明高压锅的工作原理主要应用了什么物理

Question

高压锅是现代家庭常用的炊具．图甲为某品牌高压锅，已知锅盖上的出气孔的横截面积为15mm²，图乙是水的沸点随气压变化的规律图象．

（1）简要说明高压锅的工作原理主要应用了什么物理知识？
（2）若该高压锅的限压阀丢失了，但知道该高压锅达到的最高水温是115℃，请你经过计算后，选配最大质量不超过多少克的限压阀，才能保证该高压锅安全和正常使用？（大气压p₀=1.0×10⁵Pa，g=10N/kg）

Answer 1

（1）高压锅运用了水的沸点随液面上方气压的增大而升高的物理原理；
（2）要保证该高压锅安全和正常使用，锅内最高温度为115℃，由图乙可知锅内最大气压为p_最大=1.6p₀=1.6×10⁵Pa，
限压阀产生的最大压强p_限=p_最大-p₀=0.6p₀=0.6×10⁵Pa，
因为p=(F)/(S)，
所以限压阀产生的最大压力F=p_限S=0.6×10⁵Pa×15×10^-6m²=0.9N，
限压阀的最大重力G=F=0.9N，
因为G=mg，
所以限压阀的最大质量m=(G)/(g)=(0.9N)/(10N/kg)=0.09kg=90g．
答：
（1）液体的沸点随气压的增大而升高；
（2）限压阀的最大质量不超过90g．