14.某型號(hào)壓力鍋的結(jié)構(gòu)如圖所示。蓋好密封鍋蓋,將橫截面積為40mm
2的限壓閥套在氣孔2上,此時(shí)氣孔1使鍋內(nèi)氣體與外界連通,外界氣體的壓強(qiáng)為1×10
5Pa,溫度為300K。給壓力鍋加熱,當(dāng)鍋內(nèi)氣體溫度升高到360K時(shí),氣孔1處就會(huì)被活塞封閉,防止氣體排出,對(duì)鍋體產(chǎn)生密封作用。給壓力鍋繼續(xù)加熱,當(dāng)鍋內(nèi)氣體溫度升高到450K時(shí),限壓閥會(huì)被頂起,及時(shí)將鍋內(nèi)多余氣體排出,保證壓力鍋的安全。不計(jì)一切摩擦,重力加速度g取10m/s
2,求:
(1)當(dāng)氣孔1被密封時(shí),此時(shí)氣體的密度與加熱前氣體的密度的比值;
(2)限壓閥的質(zhì)量;
(3)如果空氣的內(nèi)能與溫度之間的關(guān)系為
,其中n為氣體的物質(zhì)的量,普適氣體常數(shù)R=8.31J/(mol?K),空氣的摩爾質(zhì)量為29.0g/mol,求高壓鍋內(nèi)空氣在定容下的比熱容。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)