Если конденсатор отключен от батареи, но заряжен - значит, заряд не может перетечь с одной обкладки на другую = читай, заряд на обкладках постоянен.
В масштабах конденсатора поле одной пластины примерно такое же, как поле от бесконечной заряженной плоскости - школьная формула E = σ/(2*ε0) ,ε0 - эпсилон нулевое, σ - поверхностная плотность заряда. В нашем случае просто σ=Q/s ;
Сила взаимодействия пластин = Е (созданное одной пластиной) * Q на другой пластине; Работа = сила*перемещение.
А=F*L=Е*Q*L=(Q / (2*S*ε0)) *Q*L=(Q^2)*L / (2*s*ε0) = 0.7 Дж - перепроверить по желанию.
1)
Энергия, которую даёт спирт массой m = 20 г = 0.02 кг:
Q = Lm, где L - удельная теплота сгорания спирта = 3 * 10^6 Дж/кг.
Вся энергия уходит на нагрев воды массой M:
Lm = cM(t - t₀), где c - удельная теплоёмкость воды = 4200 Дж/(кг * °С).
Отсюда M:
M = Lm / c(T - T₀)
M = (3 * 10^6 Дж/кг * 0.02 кг) / (4200 Дж/(кг * °С) * (100 °С - 20 °С)) ≈ 0,17857 кг = 178,57 г
2)
Энергия, которая потребовалась на нагревание воды:
Q = cm(T - T₀), где m - масса воды = 2 кг.
Формула энергии, которую выделяет электрическая сеть с некоторым напряжением U и силой тока I:
Q = UIt
Отсюда сила тока в цепи:
I = Q / Ut = cm(T - T₀) / Ut
I = (4200 Дж/(кг * °С) * 2 кг * (100 °С - 20 °С)) / (220 В * 1800 с) ≈ 1,7 А
25×1000=25 000 Н
5×1000=5 000 Н
0,2×1000=200 Н