Question

. При грозах, разность потенциалов между поверхностью Земли и нижним краем грозового облака может достигать до 35 МВ. Нижний край облака обычно находится на расстоянии 1,5 км от поверхности Земли, и может достигать площади около 110 км2. Модель «Земля–облако» может рассматриваться как большой конденсатор. Вычислите: (a) емкость системы Земля - облако;
(b) заряд, накопленный в этой системе;
(c) энергию системы.

Answer 1

(a) Чтобы вычислить емкость системы Земля-облако, мы можем использовать формулу для емкости конденсатора:

C = Q/V,

где С - емкость, Q - заряд, а V - напряжение.

Из условия, разность потенциалов между поверхностью Земли и облаком равна 35 МВ. Поскольку разность потенциалов между обклаком и Землей равна напряжению, то V = 35 МВ.

Теперь нам нужно вычислить заряд Q. Чтобы это сделать, мы можем использовать формулу:

Q = CV.

Подставляя уже известные значения, получаем:

Q = (C)(35 МВ).

(b) Теперь, когда у нас есть заряд Q, мы можем рассчитать заряд, накопленный в системе. Из предыдущего пункта мы узнали, что Q = (C)(35 МВ). Подставим это значение:

Заряд = (C)(35 МВ).

(c) Наконец, чтобы вычислить энергию системы, мы можем использовать формулу:

E = (1/2)(CV^2)

где E - энергия, С - емкость, V - напряжение.

Подставляем известные значения:

E = (1/2)(C)(35 МВ)^2.

Итак, чтобы решить эту задачу и получить ответы на все вопросы, нам необходимо знать значение емкости системы Земля-облако (C). Данная задача не информирует нас о конкретном значении емкости, поэтому мы не можем рассчитать конкретные числовые ответы.