В лаборатории проводят эксперимент с двумя плоскими параллельными металлическими пластинами площадью S = 200 см² каждая, расположенными на расстоянии d = 2 мм друг от друга в вакууме. Одна из пластин заряжена до потенциала V = 500 В, другая остаётся незаряженной. Пластины соединяют тонким проводником, после чего провод убирают. Определите количество теплоты, выделившейся в проводнике во время выравнивания потенциалов. Электрическая постоянная го = 8,85 × 10-12 Ф/м. Ответ выразите в микроджоулях (мкДж), округлите до целых.

Для определения количества теплоты, выделившейся в проводнике, можно воспользоваться формулой для работы электрического поля:

W = q * (V1 - V2),

где W - работа, q - заряд, V1 и V2 - потенциалы пластин до и после соединения.

Заряд на первой пластине можно найти как q = C * V, где C - емкость конденсатора. Емкость конденсатора определяется формулой:

C = ε * S / d,

где ε - диэлектрическая проницаемость вакуума, S - площадь пластин, d - расстояние между пластинами.

Подставим значения:

C = 8,85 × 10^-12 * (200 * 10^-4) / 2 * 10^-3 = 8,85 × 10^-12 * 0,01 / 0,002 = 4,425 × 10^-11 Ф.

q = 4,425 × 10^-11 * 500 = 2,2125 × 10^-8 Кл.

Теперь можем найти работу:

W = 2,2125 × 10^-8 * (500 - 0) = 1,10625 × 10^-5 Дж = 11 мкДж.

Итак, количество теплоты, выделившейся в проводнике во время выравнивания потенциалов, составляет 11 мкДж.