Астрофизический портал | |
|
ВУЗ. Какое количество теплоты выделится в контуре? (2.06.2009)
Margaritochka - 2 июня, 2009 - 16:18
Конденсатор емкостью С = 10 мкФ зарядили до напряжения U = 400 В и пдключили к катушке. После этого в контуре возникли затухающие колебания. Какое количество теплоты Q выделится в контуре за время, в течение которого амплитуда колебаний напряжения уменьшится в два раза?
Методическое пособие по физике МКЖТ, Москва - 2001, стр. 67.
- версия для печати
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Комментарии
Полная энергия конденсатора:
W = CU2/2.
После колебаний:
W = Q + Q1, но:
Q = Q1 = C(U0/2)2/2 = C(U/?2)2/2, значит:
Q = CU2/4 = 10−5 × 4002/4 = 0.8 (В).
Идея проста: когда к катушке привалила вся энергия, то у него напряжение максимальное за период колебания, но при этом энергия катушки равна нулю. Поэтому если известно, что амплитуда колебаний напряжения конденсатора уменьшилась в 2 раза, то его энергия уменьшилась в 4 раза, а значит, и энергия системы уменьшилась в 4 раза.
Полная (электромагнитная) энергия системы — это энергия катушки плюс энергия конденсатора "до":
E1 = EL1 + EC1 = 0 + CU2/2,
а "после":
E2 = EL2 + EC2 = 0 + C(U/2)2/2.
Соответственно, энергия изменилась, т.к. часть ее ушла в тепло:
Q = E1 − E2 = 3/8 × CU2 = 0.6 Дж.