Условие задачи:
Какое количество теплоты выделяется при замыкании пластин конденсатора электроемкостью 5 мФ, заряженного до потенциала 300 В?
Задача №6.4.45 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
\(C=5\) мФ, \(U=300\) В, \(Q-?\)
Решение задачи:
По закону сохранения энергии искомое количество теплоты \(Q\) равно разности начальной \(W_1\) и конечной \(W_2\) энергии конденсатора:
\[Q = {W_1} – {W_2}\;\;\;\;(1)\]
Начальную энергию конденсатора \(W_1\) (т.е. когда он был заряжен до потенциала \(U\)) можно найти по формуле:
\[{W_1} = \frac{{C{U^2}}}{2}\;\;\;\;(2)\]
Когда соединят обкладки конденсатора, заряд пластин станет равным нулю, а значит и разность потенциалов между пластинами также станет равна нулю, поэтому значение конечной энергии конденсатора \(W_2\) равно нулю.
\[{W_2} = 0\;\;\;\;(3)\]
Учитывая (2) и (3), формула (1) примет такой вид:
\[Q = \frac{{C{U^2}}}{2}\]
Задача решена, давайте найдем численный ответ к задаче:
\[Q = \frac{{5 \cdot {{10}^{ – 3}} \cdot {{300}^2}}}{2} = 225\;Дж\]
Ответ: 225 Дж.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
6.4.44 Батарея из четырех одинаковых конденсаторов включена один раз по схеме A, другой раз по схеме B
6.4.46 Какое количество теплоты выделяется при заземлении заряженного до потенциала 3000 В
6.4.47 Шар радиусом 25 см заряжен до потенциала 600 В. Какое количество тепла выделится