Чтобы найти механическую работу, совершаемую при расширении газа в цилиндре с поршнем, можно воспользоваться формулой:
\[ A = P \cdot \Delta V \]
где:
- \( A \) — работа (в Джоулях),
- \( P \) — давление (в Паси),
- \( \Delta V \) — изменение объема (в кубических метрах).
Сначала нужно найти изменение объема \( \Delta V \). Оно рассчитывается по формуле:
\[ \Delta V = S \cdot h \]
где:
- \( S \) — площадь поршня (в квадратных метрах),
- \( h \) — ход поршня (в метрах).
Площадь поршня в квадратных метрах:
\[ S = 322 \, \text{см}^2 = 322 \times 10^{-4} \, \text{м}^2 = 0.0322 \, \text{м}^2 \]
Ход поршня в метрах:
\[ h = 25 \, \text{см} = 25 \times 10^{-2} \, \text{м} = 0.25 \, \text{м} \]
Теперь подставим значения в формулу для изменения объема:
\[ \Delta V = 0.0322 \, \text{м}^2 \cdot 0.25 \, \text{м} = 0.00805 \, \text{м}^3 \]
Далее вставим это значение в формулу для работы. Давление газа равно 450 Па, и теперь можем найти работу:
\[ A = 450 \, \text{Па} \cdot 0.00805 \, \text{м}^3 \]
\[ A = 3.6225 \, \text{Дж} \]
Округлим до десятых:
\[ A \approx 3.6 \, \text{Дж} \]
Таким образом, механическая работа, которая совершается при расширении газа, составляет примерно 3.6 Дж.