Шарик емкостью с1=10мкф зарядили до потенциала - вопрос №11060002202706345 от Abdulla20071972LEW 17.08.2020 00:33

Question

Физика: Шарик емкостью с1=10мкф зарядили до потенциала 6000 в,а шарик емкостью с2-20 мкф зарядили до 12000в.какое колич теплоты выделится при соединении шариков проводниками?

Abdulla20071972LEW · Answer

При соединении шариков через сопротивление, они начнут перезаряжаться до определённого значения напряжения(одинакого друг для друга), при этом будет протекать переменный ток и нагревать резистор .

По ЗСЭ A=(W_2-W_0)+Q

, где W0 - суммарная энергия шариков в начальный момент времени, W_2 - после установления равновесия в цепи, A - работа источника тока,равная нулю.
Отсюда следует,что Q=W_0-W_2

1. $W_0=\frac{C_1U_1^2}{2}+\frac{C_2U_2^2}{2}=\frac{C_1U_1^2}{2}+\frac{8C_1U_1^2}{2}=\frac{9}{2}C_1U_1^2$

2. В момент установления равновесия напряжение на шарах будет одинаковое,ток в цепи прекратится.
По закону сохранения заряда имеем : $C_1U_1+C_2U_2=C_1U+C_2U ,5C_1U_1=3C_1U ,U=\frac{5}{3}U_1$ , где U- напряжение на шарах в момент равновесия.

3. Суммарная энергия шаров в момент равновесия $W_2=\frac{C_1U^2}{2}+\frac{C_2U^2}{2}=\frac{3}{2}C_1U^2=\frac{25}{6}C_1U_1^2$
4. Q = $\frac{9}{2}C_1U_1^2-\frac{25}{6}C_1U_1^2=\frac{C_1U_1^2}{3}= \frac{10^{-5}*36*10^6}{3}=120$ Дж