Чтобы найти механическую работу, совершаемую при расширении газа с цилиндра с поршнем, можно воспользоваться формулой для работы, совершаемой при перемещении поршня:
\[ A = P \cdot V \]
где:
- \( A \) — работа (в джоулях),
- \( P \) — среднее давление (в паскалях),
- \( V \) — изменение объема (в кубических метрах).
Для начала нам нужно найти изменение объема газа \( V \), используя площадь поршня \( S \) и ход поршня \( h \):
\[ V = S \cdot h \]
Где:
- \( S \) — площадь поршня,
- \( h \) — ход поршня.
Площадь поршня \( S \) Задано \( S = 27 \, \text{см}^2 \). Переведем это значение в квадратные метры: \[ S = 27 \, \text{см}^2 = 27 \times 10^{-4} \, \text{м}^2 = 0,0027 \, \text{м}^2 \]
Ход поршня \( h \) Задано \( h = 14 \, \text{см} \). Переведем это значение в метры: \[ h = 14 \, \text{см} = 14 \times 10^{-2} \, \text{м} = 0,14 \, \text{м} \]
Изменение объема \( V \) Найдем объём: \[ V = S \cdot h = 0,0027 \, \text{м}^2 \cdot 0,14 \, \text{м} = 0,000378 \, \text{м}^3 \]
Среднее давление \( P \) Задано \( P = 516 \, \text{Па} \).
Работа \( A \) Теперь можем найти работу: \[ A = P \cdot V = 516 \, \text{Па} \cdot 0,000378 \, \text{м}^3 \] \[ A \approx 0,195 \, \text{Дж} \]
Таким образом, механическая работа, которая совершается при расширении газа, составляет приблизительно \( 0,195 \, \text{Дж} \).