Question

Батарею из шести параллельно соединенных лейденских банок, каждая из которых имеет С = 0,0025 мкФ, зарядили до потенциала 20 000 В. Какое количество теплоты выделится при разряде этой батареи?

Answer 1

Лейденская банка -- это конденсатор. Если конденсаторы соединить параллельно, то общая ёмкость такой батареи равна сумме ёмкостей конденсаторов, из которых она состоит. В частности, если конденсаторы имеют одинаковые ёмкости, то можно умножить значение ёмкости одного конденсатора на количество конденсаторов.

Энергия, запасённая конденсатором (или батареей конденсаторов) и, соответственно, выделяющаяся при разряде конденсатора (батареи конденсаторов), равна $W=\frac{C*U^{2} }{2}=\frac{6*0,0025*10^{-6}*20000^{2} }{2}=3$ джоуля.

Ответ: 3 Дж.

Answer 2

Для расчета количества теплоты, выделяющегося при разряде батареи, можно использовать формулу для расчета энергии, накопленной в конденсаторе:

E = (1/2) * C * V^2,

где: E - энергия (теплота) в джоулях (Дж), C - емкость конденсатора в фарадах (Ф), V - напряжение на конденсаторе в вольтах (В).

Для шести параллельно соединенных Лейденских банок, емкость каждой банки составляет 0,0025 мкФ, что равно 0,0025 * 10^(-6) Ф.

По условию, напряжение на батарее составляет 20 000 В.

Теперь, подставим значения в формулу:

E = (1/2) * 0,0025 * 10^(-6) * (20 000)^2.

E = (1/2) * 0,0025 * 10^(-6) * 400 000 000.

E = 0,5 * 10^(-6) * 400 000 000.

E = 200 Дж.

Таким образом, при разряде этой батареи выделится 200 джоулей теплоты.