コンデンサージュール熱

容量Ｃ1のコンデンサーは電圧Ｖで充電され、容量Ｃ2の方は電荷を蓄えていない
スイッチを入れ、十分時間がたつまでに発生するジュール熱Ｈはいくらか

解き方を教えてください

※添付画像が削除されました。

No.1 ベストアンサー 回答者： umisho 回答日時： 2012/10/18 19:02

スイッチを入れる前、

Q=C1V
スイッチを入れた後、
Q=Q1+Q2
Q1=C1V'
Q2=C2V'
ですね
上記までの式からスイッチを入れた後のコンデンサにかかる電圧V'は
V'=C1/(C1+C2)×V
だと分かります。
発生したジュール熱はスイッチを入れる前後でコンデンサが蓄えているエネルギーの差
つまり
1/2×C1V^2(スイッチを入れる前）と
1/2×C1V'^2+1/2×C2V'^2(スイッチを入れた後）との差になります

この回答への補足

すみません、色々疑問がありました
なぜスイッチを入れる前から入れた後を引くのですか？
あと、私の持っているものにジュール熱Ｈ=電池がした仕事Ｗ-静電エネルギーの増分ΔＵと書いてあるのですが、今回電池がないのでＷはともかく-ΔＵの-はどこに行ったのでしょうか？

補足日時：2012/10/18 19:21

この回答へのお礼

理解できました
ありがとうございました

お礼日時：2012/10/18 19:11

No.2 回答者： umisho 回答日時： 2012/10/18 20:35

No.1です。

補足内容に関して、

U1:変化前のエネルギー
U2:変化後のエネルギー
とします。
変化量はU1を基準として
ΔU=U2-U1
とするのが基本です。
エネルギー保存則から、ジュール熱H(熱として失われたエネルギー）に対して
H+ΔUの値が0にならなければいけない（総和として変化量0）
つまり
H=-ΔUとなります。
ここで
H=-ΔU=-(U2-U1)=U1-U2
ですから、変化前のエネルギーから変化後のエネルギーを引く事になります。

・・・とまあ、あまり難しく考えずとも
ジュースをコップからこぼしてしまった時、コップに残ったジュースの量から
こぼしてしまった量をどう求めるのか、、、
そういう単純な話です。

この回答へのお礼

ありがとうございました
理解できました

お礼日時：2012/10/18 20:39