Question

Плоский воздушный конденсатор(площадь каждой пластины 2 дм^2, (расстояние между пластинами - 2мм) заряжен с поверхностной плотностью 2 мкКл/м^2. После отключения конденсатора от источника напряжения конденсатор погрузили в керосин(эпсилон=2,1). На сколько при этом изменилась энергия конденсатора?

Answer 1

λ=2мкКл/м2=2*10^-6 Кл/м2   S=2дм2=2*10^-3 м2   ε1=1   ε2=2.1   d=2мм=2*10^-2 м

W=q^2/2C - энергия конденсатора. по закону сохранения заряда заряд на конденсаторе не изменяется 

W1=q^2/2C1 - энергия возд.конденсатора

W2=q^2/2C2   -  энергия керосинового конденсатора

q=λS=2*10^-6*2*10^-3=4*10^-9 Кл  - заряд

C1=ε1ε0S/d=ε0S/d = 8.85*10^-12*2*10^-3/2*10^-2=8.85*10^-13 Ф

C2=εεoS/d = 2.1*8.85*10^-12*2*10^-3/2*10^-2=18.6*10^-13 Ф

W2-W1=q^2/2C1 - q^2/2C2 = 4^2*10^-18/2*8.85*10^-13 -  4^2*10^-18/2*18.6*10^-13 =0.47*10^-5 Дж