Решение. В ходе взаимодействия свинцовая деталь отдаёт теплоту воде, а вода - охлаждает эту деталь (получает теплоту). То есть, свинцовая деталь охлаждается, а вода нагревается, и этот процесс окончится на определённой температуре :
Количество теплоты, отданное свинцовой деталью:
(1)
Количество теплоты, полученное водой:
(2)
Согласно уравнению теплового баланса
(3)
Подставив уравнение (1) и (2) в уравнение (3), получим:
q = ο * S = 1,5*10⁻⁶ Кл/м² * 200*10⁻⁴ м² = 3,0*10⁻⁸ Кл - заряд конденсатора, он остается постоянным т. к. конденсатор отключен от источника питания
C = q / U => C₁ = q / U₁ = 3,0*10⁻⁸ Кл / 600 В = 5,0*10⁻¹¹ Ф = 0,05 нФ - электроемкость до заполнения
C₂ = q / U₂ = 3,0*10⁻⁸ Кл / 300 В = 1,0*10⁻¹⁰ Ф = 0,10 нФ - электроемкость после заполнения
C = ε * ε₀ * S / d = q / U₁ => d = U₁ * ε₀ * S / q, ε = 1 - вакуум, воздух
d = 600 В * 8,85*10⁻¹² Ф/м * 200*10⁻⁴ м² / 3,0*10⁻⁸ Кл = 3,54*10⁻³ м = 3,54 мм - расстояние между пластинами
ε = q * d / (ε₀ * S * U₂) = 3,0*10⁻⁸ Кл * 3,54*10⁻³ м / (8.85*10⁻¹² Ф/м * 200*10⁻⁴ м² * 300 В) = 2,0 - диэлектрическая проницаемость
E₁ = U₁ / d = 600 В / 3,54*10⁻³ м = 1,69*10⁵ В/м - напряженность поля до заполнения
E₂ = U₂ / d = 300 В / 3,54*10⁻³ м = 8,47*10⁴ В/м - напряженность поля после заполнения
Дано:
==========================
Найти:
==========================
Решение. В ходе взаимодействия свинцовая деталь отдаёт теплоту воде, а вода - охлаждает эту деталь (получает теплоту). То есть, свинцовая деталь охлаждается, а вода нагревается, и этот процесс окончится на определённой температуре
:
Количество теплоты, отданное свинцовой деталью:
Количество теплоты, полученное водой:
Согласно уравнению теплового баланса
Подставив уравнение (1) и (2) в уравнение (3), получим:
Определим значение искомой величины:
==========================
ответ:
°С