Задание № 18022

Конденсатор C1 =1 мкФ заряжен до напряжения U = 300 В и включён в последовательную цепь из резистора R = 300 Ом, незаряженного конденсатора C2 = 2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа, пока ток в цепи не прекратится?

Демонстрационный по физике



Показать ответ
Комментарий:

1. Первоначальный заряд конденсатора C1 равен q = C1U.

2. В результате перезарядки на конденсаторах устанавливаются одинаковые напряжения, так как ток в цепи прекращается и напряжение на резисторе R становится равным нулю. Поэтому конденсаторы можно считать соединёнными параллельно. Тогда их общая ёмкость C0=C1+C2

3. По закону сохранения заряда суммарный заряд конденсаторов будет равен C1U.

4. По закону сохранения энергии выделившееся в цепи количество теплоты равно разности значений энергии конденсаторов в начальном и конечном состояниях:

Q=C1U22(C1U)22(C1+C2)

Откуда получим:

Q=C1C2U22(C1+C2)=106×2×106×30022(106+2×106)=0,03 Дж.

Ответ: Q = 30 мДж

Ответ:

Нашли ошибку в задании? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.