Каждые 3 секунды с поверхности Земли испаряется в среднем около 48 миллионов тонн Вычислите, какое количество теплоты требуется для превращения в пар всей этой если её удельная теплота парообразования 2300 кДж/кг. ответ выразите в миллиардах коулей. Один миллиард - это 1 000 000 000. миллиардов кДж.
Дано:
С₁, С₂, С₃ = С
W₁/W₂ - ?
Формула энергии электрического поля:
W = q²/(2C)
На участке между конденсатором 1 и параллельно соединёнными конденсаторами 2, 3 происходит движение зарядов - ток. Этот ток проходит через узел, после которого течёт по двум направлениям. Так как конденсаторы 2 и 3 имеют одинаковую ёмкость, то ток, входящий в узел, раздваивается. То есть по каждому из двух направлений идёт ток силой, равной половине исходной. Что такое сила тока? Это отношение заряда ко времени:
I = q/t
Формула энергии электрического поля не содержит силу тока, потому что она отражает следствие (накопленный заряд), а не причину (процесс перетекания заряда, то есть ток). Выразим q:
q = I*t
Теперь обозначим заряд на обкладках конденсатора 1 как q₁, на обкладках конденсаторов 2 и 3 - как q₂, q₃. Учитывая то, что процессы перетекания происходят за одно и то же время t, а также учитывая выше сказанное про узел, получаем:
q₁ = I*t
q₂ = (I/2)*t = (I*t)/2
q₃ = (I/2)*t = (I*t)/2
То есть, выходит, что:
q₂ = q₃ = q₁/2
Теперь подставим заряды в формулу энергии электрического поля, учтём равенство емкостей конденсаторов 1 и 2 (C₁ = C₂ = C):
W₁ = q₁²/(2C)
W₂ = q₂²/(2C) = (q₁/2)²/(2C) = (q₁²/4)/(2С) = (q₁²/(2С)) / 4
ответ очевиден:
W₁/W₂ = (q₁²/(2C)) : (q₁²/(2С)) / 4 = (q₁²/(2C)) * 4 / (q₁²/(2С)) = 4
ответ: в 4 раза.
C=C₀ε
(C₀ - электроемкость конденсатора без диэлектрика; ε - диэлектрическая проницаемость).
Как ты, наверное, уже знаешь, конденсатор представляет собой изолированное электростатическое поле (сосредоточенное между его обкладок). Физическая величина, которую мы называем диэлектрической проницаемостью, показывает, на сколько меньше напряженность поля (или сила) при взаимодействии зарядов, в данной среде, чем в вакууме. Не буду сильно углубляться в тему, ибо все гораздо сложнее, но проследи за последовательностью изменений)
Помещаем пластину -> уменьшилась напряженность -> уменьшилось напряжение (U=Ed) -> увеличилась емкость (C=q/U).