Wärmeenergie berechnen

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Meine Frage:
Eine Sphäre mit Radius r wird mit Ladung Q+ aufgeladen
Q =4*Pi*Eps*r*U
Wel = C*U²/2
Wel = 2*Pi*Eps*r*U²

Diese Ladung wird in die Mitte der ungeladenen Sphäre mit Radius R versetzt und danach wird die größere Sphäre mit Q- aufgeladen.
1. Frage: Wird beim 2. Vorgang Energie aufgebracht oder freigesetzt?

Die innere Sphäre wird über Widerstand R1 mit äußeren verbunden.
2. Frage: Wie viel Wärmeenergie wird dabei freigesetzt?

3a. Frage: Kann man diese Wärmeenergie am Widerstand R1 erhöhen ohne Q+ an der inneren Sphäre zu ändern?
3b. Frage: Kann man die Wärmeverluste verhindern? Also beide Widerstandsenden auf gleichen Potential bringen?

Meine Ideen:
Zu Frage 1. Ich denke dass Aufbringen von negativer Ladung Q- auf die äußere Sphäre ist durch das vorhanden von positiver Ladung Q+ erleichtet, was zur Verringerung der ursprünglich gespeicherte Energie führen wird.
Zu Frage 2.Diese hängt direkt damit ab, wie viel Energie noch so ein Luftkugelkondensator gespeichert hat. Da aber Ladevorgang in 2 Stufen stattgefunden hat, bin ich mir nicht sicher ob die Energie des Kugelkondensators Wk(hängt von Uk² ab) bzw. seine Spannung Uk um Faktor R /(R-r) gegenüber ursprünglicher Spannung U abgenommen hat.

http://de.wikipedia.org/wiki/Kondensator_(Elektrotechnik)
Aber vielleich denke ich zu kompliziert und der Weg wie man die Ladungen auf die Sphären anbringt überhaupt keine Rolle spielt.

3a. Definitiv kann man die äußere Sphäre mit größerer negativen Ladung aufladen um die Wärmeverluste zu erhöhen.
3b. Kann man tatsächlich mit großer positiven Ladung außen verhindern, dass die innere Ladung nach außen abfließt? Aber die Ladung will immer außen sein! Also muss sich der Widerstand R1 doch erwärmen?