Чтобы определить механическую работу, совершаемую при расширении газа в цилиндре с поршнем, можно воспользоваться формулой для работы:
\[ A = P \cdot V \]
где \( A \) — работа, \( P \) — среднее давление, а \( V \) — изменение объема.
Сначала найдем объем, который занимает газ при расширении. Для этого используем площадь поршня и ход поршня:
Преобразуем площадь поршня из квадратных сантиметров в квадратные метры: \[ S = 337 \, \text{см}^2 = 337 \times 10^{-4} \, \text{м}^2 = 0.0337 \, \text{м}^2 \]
Преобразуем ход поршня из сантиметров в метры: \[ h = 27 \, \text{см} = 0.27 \, \text{м} \]
Теперь находим изменение объема: \[ V = S \cdot h = 0.0337 \, \text{м}^2 \cdot 0.27 \, \text{м} = 0.009099 \, \text{м}^3 \]
Теперь, когда у нас есть объем, можно рассчитать работу:
Используем давление, которое у нас уже есть, в паскалях: \[ P = 376 \, \text{Па} \]
Теперь можем найти работу: \[ A = P \cdot V = 376 \, \text{Па} \cdot 0.009099 \, \text{м}^3 = 3.417924 \, \text{Дж} \]
Округлим результат до десятых:
\[ A \approx 3.4 \, \text{Дж} \]
Таким образом, механическая работа, совершаемая при расширении газа, составляет приблизительно 3.4 Дж.