Какое изменение энергии системы из двух заряженных конденсаторов произойдет после извлечения диэлектрика

При извлечении диэлектрика из конденсатора происходят изменения в его энергии и емкости.

1. Начнем с расчета начальной энергии системы, до добавления второго конденсатора:
Энергия \(W_1\) конденсатора определяется формулой:
\[W_1 = \frac{1}{2} C_1 U^2\]
где \(C_1\) - емкость конденсатора, \(U\) - напряжение на конденсаторе.
Подставив значения, получаем:
\[W_1 = \frac{1}{2} \times 1 \times (500)^2 = 125000 \, \text{Дж}\]

2. После подключения второго конденсатора, общая емкость конденсаторов увеличивается до \(C_2 = 2 \, \text{мкФ}\). Формула для расчета энергии конденсатора с учетом дополнительного конденсатора принимает вид:
\[W_2 = \frac{1}{2} C_2 U^2\]
Подставив значения, получаем:
\[W_2 = \frac{1}{2} \times 2 \times (500)^2 = 250000 \, \text{Дж}\]

3. После извлечения диэлектрика из конденсатора, его емкость возвращается к изначальному значению \(C_1 = 1 \, \text{мкФ}\). То есть, общая емкость системы снова равна \(C_1 = 1 \, \text{мкФ}\).

4. Таким образом, после извлечения диэлектрика из конденсатора, его энергия \(W_3\) будет равна:
\[W_3 = \frac{1}{2} C_1 U^2 = \frac{1}{2} \times 1 \times (500)^2 = 125000 \, \text{Дж}\]

Мы видим, что энергия конденсатора в системе, после извлечения диэлектрика, оказывается такой же, как и в начале (\(W_1 = W_3\)). Это объясняется тем, что энергия системы конденсаторов зависит только от емкости и напряжения, но не от наличия диэлектрика внутри.

P.S. Важно отметить, что процесс извлечения диэлектрика из конденсатора может привести к зарядке (или разрядке) конденсатора до равновесного состояния в зависимости от величины сопротивления внешней цепи. Однако, в самой физической системе конденсаторов, изменение энергии будет равным нулю.