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[quote="Yadda"][b]Meine Frage:[/b] Die leitfähige Oberfläche einer Hohlkugel mit Radius r=1m wird durch eine Ladung Q auf ein elektrisches Potential von 1MV gebracht. Diese Kugelschale wird von einer ungeladenen Hohlkugel mit Radius R=2*r umschlossen. Nun wird die innere Kugel mi der äusseren Kugel durch einen leitfähigen Draht verbunden. Berechnen sie die Wärmeenergie, die bei diesem Prozess frei wird. In Ihrer numerischen Berechnung können sie am Ende folgende Näherungen verwenden: 4*pi*(e0)=110pF/m Tipp 1: Die Anfangs- und Endenergie des Systems können ausgedrückt werden als die Energien von geladenen Oberflächen. Die Differenz von Anfangs und Endenergie ist die frei werdende thermische Energie. 2. Tipp Bei einem elektrischen Leiter befindet sich die Ladung ausschliesslich auf der äusseren Oberfläche. [b]Meine Ideen:[/b] Ich dachte mit den Formeln C=4*pi*(e0)*r und Q=U*C könne man die Ladung der ersten Hohlkugel berechnen und mit E=1/2*(Q*U) die Energie dieser Kugel. Allerdings weiss ich nicht wie ich nun die Endenergie berechnen soll, die ich für die Differenz(Wärmeenergie) brauche.[/quote]
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Yadda1
Verfasst am: 07. Aug 2015 18:10
Titel:
Danke für die schnelle Antwort.
Da hätte ich ja selbst drauf kommen können.^^
isi1
Verfasst am: 07. Aug 2015 17:54
Titel: Re: Elektrostatik: frei werdende Wärmeenergie
Yadda hat Folgendes geschrieben:
Meine Ideen:
Ich dachte mit den Formeln C=4*pi*(e0)*r und Q=U*C könne man die Ladung der ersten Hohlkugel berechnen und mit E=1/2*(Q*U) die Energie dieser Kugel. Allerdings weiss ich nicht wie ich nun die Endenergie berechnen soll, die ich für die Differenz(Wärmeenergie) brauche.
Machst einfach die gleiche Rechnung für die Kapazität der 2m-Kugel, Gibst die ursprüngliche Ladung Q auf diese Kapazität und berechnest die Energie E2.
E - E2 ist offensichtlich die Energie, die beim Kurzschluss verloren gegangen ist (nämlich die Hälfte von E).
Yadda
Verfasst am: 07. Aug 2015 17:00
Titel: Elektrostatik: frei werdende Wärmeenergie
Meine Frage:
Die leitfähige Oberfläche einer Hohlkugel mit Radius r=1m wird durch eine Ladung Q auf ein elektrisches Potential von 1MV gebracht. Diese Kugelschale wird von einer ungeladenen Hohlkugel mit Radius R=2*r umschlossen. Nun wird die innere Kugel mi der äusseren Kugel durch einen leitfähigen Draht verbunden. Berechnen sie die Wärmeenergie, die bei diesem Prozess frei wird.
In Ihrer numerischen Berechnung können sie am Ende folgende Näherungen verwenden: 4*pi*(e0)=110pF/m
Tipp 1: Die Anfangs- und Endenergie des Systems können ausgedrückt werden als die Energien von geladenen Oberflächen. Die Differenz von Anfangs und Endenergie ist die frei werdende thermische Energie.
2. Tipp Bei einem elektrischen Leiter befindet sich die Ladung ausschliesslich auf der äusseren Oberfläche.
Meine Ideen:
Ich dachte mit den Formeln C=4*pi*(e0)*r und Q=U*C könne man die Ladung der ersten Hohlkugel berechnen und mit E=1/2*(Q*U) die Energie dieser Kugel. Allerdings weiss ich nicht wie ich nun die Endenergie berechnen soll, die ich für die Differenz(Wärmeenergie) brauche.