题目
计算 1. lkgf/cm²=____mmHg=N/m²。
计算
1. lkgf/cm²=____mmHg=N/m²。
题目解答
答案
735.559;98066.5
解析
本题主要考查压力单位之间的换算,涉及到千克力每平方厘米(kgf/cm²)、毫米汞柱(mmHg)和牛顿每平方米(N/m²)这三个单位。解题的关键在于明确各单位之间的换算关系,并通过相应的物理公式和换算系数进行计算。
1. 将 $1\mathrm{kgf/cm^{2}}$ 换算为 $\mathrm{mmHg}$
- 首先明确 $1\mathrm{kgf}$ 是指 $1$ 千克质量的物体所受的重力,根据重力公式 $G = mg$(其中 $m = 1\mathrm{kg}$,$g$ 取 $9.80665\mathrm{m/s^{2}}$),可得 $1\mathrm{kgf}=1\times9.80665\mathrm{N}$。
- 那么 $1\mathrm{kgf/cm^{2}}$ 表示每平方厘米面积上受到 $1\mathrm{kgf}$ 的力,即压强 $P_1=\frac{1\mathrm{kgf}}{1\mathrm{cm^{2}}}=\frac{9.80665\mathrm{N}}{(1\times10^{- 2}\mathrm{m})^{2}} = 98066.5\mathrm{N/m^{2}}$。
- 又因为 $1\mathrm{mmHg}$ 产生的压强 $P_2=\rho gh$,其中汞的密度 $\rho = 13.5951\mathrm{g/cm^{3}}=13595.1\mathrm{kg/m^{3}}$,$g = 9.80665\mathrm{m/s^{2}}$,$h = 1\times10^{-3}\mathrm{m}$,则 $P_2=13595.1\mathrm{kg/m^{3}}\times9.80665\mathrm{m/s^{2}}\times1\times10^{-3}\mathrm{m}\approx133.322\mathrm{N/m^{2}}$。
- 设 $1\mathrm{kgf/cm^{2}}$ 等于 $x\mathrm{mmHg}$,根据压强相等可得 $98066.5\mathrm{N/m^{2}}=x\times133.322\mathrm{N/m^{2}}$,解得 $x=\frac{98066.5}{133.322}\approx735.559\mathrm{mmHg}$。
2. 将 $1\mathrm{kgf/cm^{2}}$ 换算为 $\mathrm{N/m^{2}}$
由前面计算可知,$1\mathrm{kgf/cm^{2}}=\frac{1\mathrm{kgf}}{1\mathrm{cm^{2}}}$,因为 $1\mathrm{kgf}=9.80665\mathrm{N}$,$1\mathrm{cm^{2}}=(1\times10^{-2}\mathrm{m})^{2}=1\times10^{-4}\mathrm{m^{2}}$,所以 $1\mathrm{kgf/cm^{2}}=\frac{9.80665\mathrm{N}}{1\times10^{-4}\mathrm{m^{2}}}=98066.5\mathrm{N/m^{2}}$。