2. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Конденсаторы.
Напряженность электрического поля у поверхности проводника в вакууме:
0
En
ε
σ
=== ,
где σ – поверхностная плотность зарядов на проводнике, напряженность поля направлена
по нормали к поверхности проводника.
Энергия заряженного проводника:
W === qϕ ,
где q – заряд проводника, φ – потенциал проводника.
В однородном изотропном диэлектрике, заполняющем все пространство:
ε
E0
E
r
r
=== ,
где E0
r
– поле, созданное той же системой зарядов в вакууме, ε – диэлектрическая
проницаемость диэлектрика.
Вектор D
r
электрического смещения:
D 0E P
r r r
=== ε +++ ,
где P
r
- вектор поляризации. Для изотропных диэлектриков:
P 0E
r r
=== χε , D 0E
r r
=== εε , χ === ε +++ 1 ,
где χ – диэлектрическая восприимчивость.
Поток вектора поляризации P
r
:
∫∫∫
SdP === −−−q′′′
r r
,
где интегрирование ведется по произвольной замкнутой поверхности, q′′′- алгебраическая
сумма связанных зарядов внутри этой поверхности.
Теорема Гаусса для диэлектриков:
∫∫∫
SdD === q
r r
,
где интегрирование ведется по произвольной замкнутой поверхности, q - алгебраическая
сумма сторонних зарядов внутри этой поверхности.
Условия на границе двух диэлектриков для нормальных и тангенциальных
компонент векторов E,D,P
r r r
:
−−− === −−−σ ′′′ P n2 P n1
, D n2 −−− D n1 === σ , E2τ === E1τ
,
где σ ′′′ и σ - поверхностные плотности связанных и сторонних зарядов, вектор нормали
направлен из среды 1 в среду 2.
Емкость уединенного проводника:
ϕ
q
С = ,
где ϕ - потенциал проводника, q – заряд проводника...)
Дано:
Масса спирта: m = 120 г = 0,12 кг.
Начальная температура: t₁ = 20 °C.
Температура кипения: t₂ = 78 °C.
Удельная теплоёмкость спирта: с = 2500 Дж/кг * °С.
Удельная теплота парообразования: L = 0,9 × 10⁶ Дж/кг.
Найти нужно общую теплоту: Q - ?
0. Общая теплота складывается из теплоты нагревания спирта до температуры кипения и теплоты парообразования спирта, то есть:
Q = Q1 + Q2
1. Теплота нагревания: Q1 = cm (t2-t1)
2. Теплота парообразования:Q2= Lm
3. Объединяем (1), (2) и (3):Q1 = cm (t2-t1) + Q2= Lm = m(c(t2-t1)+L).
Численно получим:
Q = 0.12(2500*(78-20)+0,9 * 10⁶) = 125 400
ответ: 125,4 кДж.
