题目

1.从水龙头流出的水,在流量不变的前提下,由于流速变大,压强变小,可是怎么横截面积反而变小呢
2.高压锅限压阀的质量为70g,排气孔的横截面积是10mm²,则它在工作时,内部水蒸气的最大压强是多少?若锅盖面积是260cm²,则所能承受的压力至少多大才能保证安全?
关于第2题,应该怎么理解比较好呢?

提问时间：2020-10-27

答案

关于第一题,压强变小所以横截面积被压小了,这不对吗?压强变小是指水的压强变小了,空气的压强不变,水的相对小了,所以被压小了.
现在给出一个比较说的过去的说法
竖直下落水做一个自由落体运动,这是一个匀加速直线运动,所以水速度会越来越快,这是其一.我们可以把这道题回归生活,想一想在峡谷中水流速度的问题,这样,随着速度的增加,水柱的横截面积就会相应的减小,所以水流变细
在峡谷中,较窄的地方水流速度快,较宽的地方水流速度慢,是一样的道理.
也可用大气压强的知识解释：流体的流速越快,受到的两侧大气压强就越大,所以水流就越细!回归到生活,联系一下火车站的警戒线,为什么必须站到线外呢?因为火车过去速度很快,两侧就会产生较大的大气压强,你身体后侧就会给你一个很大的力,站在县内很容易发生危险.
简单地说：
因为水流下落是一个加速运动,而流量Q保持不变,速度越来越快,所以半径越来越小,推证如下（这可是我自己打出来的）
设水流流量为Q 水流横截面积为S 水流速度为v 流过时间为t
所以单位时间t水流的体积Q=Svt①
不妨忽略空气阻力,设出水的速度为0,则速度v=gt代入①式得Q=Svt²
移项得S=Q/(Vt²)
可见横截面积S和时间t的平方成反比,换言之S随时间增加变得越来越小~
OH yeah~~~
好累,第二题...
第一小问,当内部喷出的气体对高压锅限压阀的压力等于高压锅限压阀重力时,就是能承受的最大压力,再大一点就飞了,又因为F=PS=mg所以p=mg/s得解
第二小问,同理F=PS`,这里边P是上面求出的P,由此可求解