Чтобы решить задачу, давайте разберем все шаги по порядку.
Условия задачи:
- Давление азота ( P = 80 , \text{kPa} )
- Площадь поршня ( S = 50 , \text{см}^2 )
- Объем азота уменьшается в 2 раза.
Шаг 1: Приведение физических величин к одной системе
Сначала преобразуем площадь поршня из квадратных сантиметров в квадратные метры:
[
1 , \text{см}^2 = 0.0001 , \text{м}^2
]
Поэтому:
[
S = 50 , \text{см}^2 = 50 \times 0.0001 , \text{м}^2 = 0.005 , \text{м}^2
]
Также преобразуем давление из кПа в Па, так как:
[
1 , \text{kPa} = 1000 , \text{Pa}
]
Следовательно:
[
P = 80 , \text{kPa} = 80 \times 1000 , \text{Pa} = 80000 , \text{Pa}
]
Шаг 2: Использование формулы для силы давления
Сила давления на поршень определяется по формуле:
[
F = P \cdot S
]
где:
- ( F ) — сила давления,
- ( P ) — давление,
- ( S ) — площадь.
Шаг 3: Подставляем известные значения
Теперь подставим значения в формулу:
[
F = 80000 , \text{Pa} \cdot 0.005 , \text{м}^2
]
Шаг 4: Вычисление силы
Теперь произведем умножение:
[
F = 80000 \cdot 0.005 = 400 , \text{N}
]
Ответ
Сила давления на поршень со стороны азота составляет 400 Н (ньютонов).
Этот процесс показывает, как сила давления рассчитывается с использованием известного давления и площади. Не забудьте, что при изменении объема газа (в данном случае уменьшении в 2 раза) давления в замкнутом объеме может изменяться, но в данном случае нас интересует изменение давления при заданной фиксированной величине.
