дано:
U = 20 кВ = 20 * 10^3 В (разность потенциалов),
S = 40 см² = 40 * 10^(-4) м² (площадь пластины),
d = 1,77 мм = 1,77 * 10^(-3) м (расстояние между пластинами).
найти:
Количество теплоты, выделившееся при разрядке конденсатора.
решение:
1. Сначала найдем емкость C плоского конденсатора по формуле:
C = ε_0 * S / d,
где ε_0 = 8,85 * 10^(-12) Ф/м (электрическая постоянная).
2. Подставим известные значения:
C = (8,85 * 10^(-12)) * (40 * 10^(-4)) / (1,77 * 10^(-3)).
3. Рассчитаем значение C:
C = (8,85 * 10^(-12) * 40 * 10^(-4)) / (1,77 * 10^(-3)),
C ≈ (3,54 * 10^(-15)) / (1,77 * 10^(-3)) ≈ 2,00 * 10^(-12) Ф.
4. Теперь найдем полную энергию U конденсатора по формуле:
E = 1/2 * C * U^2.
5. Подставим значения:
E = 1/2 * (2,00 * 10^(-12)) * (20 * 10^3)^2.
6. Рассчитаем значение E:
E = 1/2 * (2,00 * 10^(-12)) * (400 * 10^6) = 1/2 * (800 * 10^(-6)) = 400 * 10^(-6) Дж = 4 * 10^(-4) Дж.
7. Теперь учтем, что 10 % энергии рассеивается в виде электромагнитных волн. Количество теплоты Q будет равно:
Q = 0,1 * E.
8. Подставляем значение E:
Q = 0,1 * (4 * 10^(-4)) = 4 * 10^(-5) Дж.
ответ:
Количество теплоты, выделившееся при разрядке конденсатора, составляет 4 * 10^(-5) Дж.