Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 1574
2016-12-12 
Какую химическую энергию приобретет аккумулятор после замыкания ключа? Какое количество теплоты выделится при этом? Величины $C, U$ и $\mathcal{E}$ заданы.
Решение:
После замыкания ключа и установления равновесного распределения зарядов:
$U_{1} = \mathcal{E}$. (1)
Запишем закон сохранения энергии:
$ \frac{CU^{2}}{2} - \frac{CU_{1}^{2}}{2} = A_{ст}^{ \prime} + Q$, (2)
где $A^{ \prime}$ — работа против сторонних сил аккумулятора равна увеличению его химической энергии:
$A_{ст}^{ \prime} = \mathcal{E} \Delta q$, (3)
$Q$ — выделившееся в схеме тепло.
Учитывая, что заряд, прошедший через аккумулятор,
$\Delta q = CU - CU_{1} = C (U - \mathcal{E})$, (4)
из (2,3) находим:
$A_{ст}^{ \prime} = C \epsilon (U - \mathcal{E}); Q = \frac{1}{2} C (U - \mathcal{E})^{2}$,
Из выражения для $A_{ст}^{ \prime}$ видно, что аккумулятор приобретает энергию при $U > \mathcal{E}$ и расходует ее при обратном соотношении.
Какую химическую энергию приобретет аккумулятор после замыкания ключа? Какое количество теплоты выделится при этом? Величины $C, U$ и $\mathcal{E}$ заданы.
Решение:
После замыкания ключа и установления равновесного распределения зарядов:
$U_{1} = \mathcal{E}$. (1)
Запишем закон сохранения энергии:
$ \frac{CU^{2}}{2} - \frac{CU_{1}^{2}}{2} = A_{ст}^{ \prime} + Q$, (2)
где $A^{ \prime}$ — работа против сторонних сил аккумулятора равна увеличению его химической энергии:
$A_{ст}^{ \prime} = \mathcal{E} \Delta q$, (3)
$Q$ — выделившееся в схеме тепло.
Учитывая, что заряд, прошедший через аккумулятор,
$\Delta q = CU - CU_{1} = C (U - \mathcal{E})$, (4)
из (2,3) находим:
$A_{ст}^{ \prime} = C \epsilon (U - \mathcal{E}); Q = \frac{1}{2} C (U - \mathcal{E})^{2}$,
Из выражения для $A_{ст}^{ \prime}$ видно, что аккумулятор приобретает энергию при $U > \mathcal{E}$ и расходует ее при обратном соотношении.
