Тема . Электродинамика. Конденсатор и пластины

.01 Плоский конденсатор

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела электродинамика. конденсатор и пластины
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#67213

ν =  2  моля одноатомного идеального газа находится в теплоизолирующем вертикальном цилиндре с подвижным поршнем площадью S  и массой m  . Дно цилиндра равномерно заряжено зарядом q  , а поршень — зарядом (− q)  . Расстояние между дном сосуда и поршнем намного меньше диаметра цилиндра. Газ медленно получает от нагревателя количество теплоты Q  . На какое расстояние при этом сдвинется поршень? Считайте, что электрическое поле остается однородным, трения нет. Диэлектрическая проницаемость газа равна единице, электрическая постоянная 𝜀0   , ускорение свободного падения g  , давление над поршнем равно p0   .
(«Покори Воробьёвы горы!», 2019, 10–11)

Показать ответ и решение

Поскольку электрическое поле однородно, сила притяжения между поршнем и дном цилиндра не зависит от положения поршня:

                 2
F =  |q− |E+ =  -q---
               2𝜀0S

Поэтому давление p  газа во время опыта постоянно (с учетом наружного атмосферного давления и веса поршня):

                 2
p =  p0 + mg-+-q-∕-(2𝜀0S)-
                 S

Рассуждая аналогично тому, как это было сделано в вопросе, замечаем, что полученное газом количество теплоты связано с работой по перемещению поршня соотношением      5                2
Q =  2A ⇒  pS ⋅ Δh =  5Q  . Поэтому смещение поршня равно Δh  =  4-----𝜀02QS-----2
       52𝜀0(p0S +mgS)+q   .

(Официальное решение ПВГ)

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!