Похожие вопросы
2025-02-14 14:49:26
Какое количество теплоты Q выделяется, когда металлический шар радиусом R=10 см, заряженный до потенциала 200 В, заземляется и находится в воздухе?
Физика 11 класс Электростатика Количество теплоты металлический шар радиус 10 см потенциал 200 В заземление физика 11 класс
2025-02-14 14:49:40
Чтобы найти количество теплоты Q, выделяющееся при заземлении металлического шара, нам нужно использовать формулу для электрической энергии, которая хранится в заряженном теле. Эта энергия преобразуется в тепло при заземлении.
Энергия, хранящаяся в заряженном проводнике, рассчитывается по формуле:
W = (1/2) * C * U^2где:
- W - энергия (в Джоулях);
- C - электрическая ёмкость шара (в Фарадах);
- U - потенциал шара (в Вольтах).
Теперь давайте найдем ёмкость C металлического шара. Для сферы радиусом R ёмкость рассчитывается по формуле:
C = 4 * π * ε0 * Rгде:
- ε0 - электрическая постоянная, примерно равна 8.85 * 10^(-12) Ф/м;
- R - радиус шара (в метрах).
Подставим значение радиуса R = 10 см = 0.1 м:
C = 4 * π * (8.85 * 10^(-12)) * 0.1Теперь можем вычислить ёмкость:
C ≈ 1.11 * 10^(-12) ФТеперь подставим ёмкость и потенциал U = 200 В в формулу для энергии:
W = (1/2) * (1.11 * 10^(-12)) * (200^2)Вычислим:
W ≈ (1/2) * (1.11 * 10^(-12)) * 40000 W ≈ 2.22 * 10^(-8) ДжТаким образом, количество теплоты Q, выделяющееся при заземлении шара, равно:
Q = W ≈ 2.22 * 10^(-8) ДжВ итоге, количество теплоты, выделяющееся при заземлении металлического шара, составляет примерно 2.22 * 10^(-8) Дж.
