3Плоский конденсатор, заряджений до напруги 160 В, помістили в гас. Площа кожної пластини 200 см 2 , відстань між ними 2 мм. Знайти енергію
електричного поля конденсатора.
4Яка сила буде діяти на заряд 8 мкКл, поміщений між пластинами плоского
конденсатора, напруга на обкладках якого 600 В? Відстань між пластинами
конденсатора 2 см.
Решение:
1) Целесообразно разделить задачу на два отрезка: изохорный процесс и изобарный.
Ясно, что при изохорном процессе работа не совершается и нам нужно рассматривать только изобарный процесс.
Получаем: A = P ΔV.
Преобразуем по Менделееву-Клапейрону: A = m R (T - T0) / M.
По условию, конечная температура равна начальной, т.е. T = 320 K. Начальная температура T0 - это конечная температура при изохорном процессе.
Так как процесс изохорный, то по закону Шарля получаем:
3 P0 / T0 = P0 / T <=> 3T = T0 => T = T0 / 3 = 320 / 3 = 106,6 K
Теперь можем посчитать работу газа.
A = 3*10^-1 * 8,31 * 213,4 / 32*10^-3 = 16 625, 193 Дж
2) ΔU = 0, так как изменения температуры не происходит.