4.Над газом была совершена работа 58 Дж, а его внутренняя энергия увеличилась на 18 Джоулей. Какое количество теплоты получил или отдал газ в этом процессе?

12 Вт

Объяснение:

Напряжение на лампе Л3 равно 15 В, ее сопротивление равно 5 Ом, ток который протекает через эту лампу равен:
I = U3/R3 = 15/5 = 3 А
Этот ток протекает в сумме через лампы Л1 и Л2.
Найдем эквивалентное сопротивление ламп Л1 и Л2, включенных параллельно:
R12 = (R1*R2)/(R1+R2) = (6*3)/(6+3) = 2 Ом
При токе равном 3 А напряжение на лампах Л1 и Л2 будет равно:
U12 = I*R12 = 3*2 = 6 В
Ток, протекающий через лампу Л2 равен:
I2 = U12/R2 = 6/3 = 2 А
Мощность лампы Л2 равна:
P2 = U2*I2 = 6*2 = 12 Вт

Возьмем маленький элемент кольца dL
Его заряд: dQ1 = Q1 dL / L
Если заряд на расстоянии H от центра кольца, то по теореме Пифагора расстояние от элемента кольца до заряда: 
S = sqr( H^2 + R^2 )
Тогда сила этого элемента кольца, действующая на заряд:
dF = k Q dQ1 / S^2 = k Q Q1 dL/ S^2
Понятно, что относительно прямой, соединяющей центр кольца и заряд, все симметрично, и проекции силы на плоскость кольца скомпенсируют друг друга. Тогда сила направлена вдоль этой и прямой. Поэтому ищем проекции на эту прямую:
dFп = dF H / S = k Q Q1 (dL/L) H / S^3 
Но от заряд равноудален ото всех элементов кольца, а значит сила от каждого элемента одинакова. Суммарная проекция на прямую
(если N - число элементов, на которое мы разбили кольцо):
Fп = N dFп = N k Q Q1 dL H / S^3 = (N dL/L) k Q Q1 H / S^3 = k Q Q1 (L/L) H / S^3 
= k Q Q1 H / S^3 = F

F = k Q Q1 H / sqr( H^2 + R^2)^3
(Можем проверить: при R=0 кольцо превратится в точку и сила должна быть как от точечного заряда, что тут и выполняется)

Удачи :)