Заряд плоского конденсатора равен 17, 7 нкл, площадь обкладок 10 см^2, расстояние между ними 3, 5 мм. конденсатор заполнен слюдой. определить энергию эликтрического поля в конденсаторе.

дано: q=17,7нкл=17,7*10^-9кл

s=10см^2=0,001м^2

d=3,5мм=0,0035м

ε=8

w-?

w=q^2/2c, c= ε εos/d, c=8*8,85*10^-12*0,001/0,0035=20,22*10^-12ф

w=17,7*10^-9*17,7*10^-9/40,44*10^-12=7,7*10^-6дж=7,7мкдж

Потенциал первого шара:   φ = (k q1)/rпоэтому его заряд равен: q1 = ( φ r)/kэлектроемкость второго шара: c = (e0 s)/r = (e0 4πr²)/r = 4  π r e0 поэтому его радиус равен: r = c/(4  π e0) после соединения шаров проволокой перераспределение зарядов будет  происходить до тех пор, пока потенциалы шаров не станут одинаковы: q1/r = q2/r поэтому: q2 = q1 (r/r) = (q1 c)/(4  π e0 r), где q1 и q2 - заряды на 1 и 2 шаре соответственно после перераспределения зарядов запишем закон сохранения заряда: q1 + q2 = q1 + q2, откуда q1 = (q2 + (φ r)/k)/(1 + c/(4  π e0 r))

дано:

m = 0.2 кг.

t1 = -10 c

t2 = 0 c

t3 = 100 c

c1 = 2.1 * 10^3 дж/кг * к

λ  = 34 * 10^4 дж/кг

c2 = 4.2 * 10^3 дж/кг * к

l = 2.3 * 10^6 дж/кг

решение:

итак, для начала поясню. вычислять будем по формулам:

q = q1 + q2 + q3 + q4

q1 = cmt2-t1

q2 =  λm

q3 = cmt2-t1

q4 = lm

q1 - кол-во теплоты, идущее на нагревание льда до 0 с.

q2 - кол-во теплоты, идущее на плавление льда.

q3 - кол-во теплоты, идущее на нагревание воды от 0 с до 100 с

q4 - кол-во теплоты, необходимое для превращения воды в пар.

подставляем значения и решаем.

q = c1m(t2-t1) +  λm + c2m(t2-t1) + lm

q = 2.1 * 10^3 * 0.2 * 10  +  34 * 10^4 * 0.2  +  4.2 * 10^3 * 0.2 * 100  +  2.3 * 10^6 * 0.2 =

4200 + 68000 + 84000 + 460 000 = 616200 = 0.6162 мдж.