электрическая цепь. знак работы.

[kis]

есть два последовательных конденсатора $C_1$ и $C_2$ и ЭДС $\xi$ c пренебрежимо малым сопротивлением. потом параллельно конденсатору $C_2$ подключаем некоторый резистор. Какое количество теплоты выделилось на резисторе при перераспределение зарядов на конденсаторе? заряды на конденсаторах до подключения были равны.

в общем, я знаю как найти все нужные параметры для решения, поэтому считаем эти величины известными: A(работа ЭДС при перераспределение зарядов), $W_0$(энергия обоих конден-ов до подключения резистора), W(конечная энергия системы - энергия оставшегося $C_1$) - известно.
можно записать закон сохранения энергии:
$W_0 = W + A + Q$, но это неверная запись. верно будет так: $W_0 + A = W + Q$ - поменялся знак работы. Вот что пишут в примечание к этой задаче:
"важно понимать, что источник совершает отрицательную работу, так как заряд проходит через источник против направления сторонних сил". Мне не особо понятна эта формулировка. Мне казалось, что при подставление чисел знак будет "нужным" автоматически. объясните пожалуйста. спасибо.

[Himfizik]

По-моему, здесь все понятно. Работа равна изменению энергии. У Вас работа сторонних сил тратится на изменение энергии и выделение тепла. После произнесения этих слов, почти мгновенно возникает соотношение:
$A=\Delta W+Q$. Авторы задачника вероятно имели в виду, что сторонние силы "работают" не так как электростатичесие силы. Электростатические хотят выравнить потенциалы, двигая заряд из области большего потенциала в область с меньшим ее значением. А источник трудится в противоположном направлении, его задача разделять заряды, он "работяга" пытается изо всех сил поддерживать разность потенциалов, препятствуя их выравниванию. И собственно эти самые "богатырские силы" источника тока (некулоновские) и называются сторонними: $A_{Culon}=q(\phi_>-\phi_<), A_{non Cul}=q(\phi_<-\phi_>)$.

[kis]

да, работа равна изменению энергии. и если записать уравнение $A = W_2 - W_1$, то получится верная формула.
но ведь также верно утверждение о том, что энергия сохраняется. в данной задаче энергия равна $W_0$ - сумма энергий на двух конденсаторах. после подключения резистора энергия никуда не девается. она лишь переходит в другую форму. т.е. энергия $W_0$ распределяется таким образом, что $W_0 = A + Q + W$. причем работа эдс будет со знаком "-", если в формуле $A = \xi \Delta q$ изменение заряда будет меньше нуля. Почему, если рассуждать исходя из того, что "работа равна изменению энергии" - получится верная формула, а если рассуждать из того, что "сумма энергий ДО равна сумме энергий ПОСЛЕ" - то формула получается неверная?

p.s. извиняюсь, я, наверное, нудноват. нужно разобраться, не хочется в самый ответственный момент напортачить.

[Himfizik]

kis в сообщении #657755 писал(а):

а если рассуждать из того, что "сумма энергий ДО равна сумме энергий ПОСЛЕ" - то формула получается неверная?

kis в сообщении #657755 писал(а):

я, наверное, нудноват

Если быть совсем нудным, то у Вас как бы энергия в системе не сохраняется. Наличие работы должно Вам сразу говорить об этом. Вспомните механику: там работа внешних сил приводила к изменению полной механической энергии системы. Вспомните термодинамику с первым началом: работа внешних сил приводила к изменению внутренней энергии и выделению тепла. Ваше рассуждение некорректно, потому что говорить о законе сохранения энергии здесь не приходится, часто говорят (и более правильно, между прочим, говорят) о т.н. законе изменения энергии, который и формулируется так, как уже писалось выше: работа внешних (в контексте данной задачи читать: сторонних) сил идет на изменение энергии системы.

P.S. Также частенько некоторые говорят и пишут о том, что $\vec F=\frac{d\vec p}{dt}$ - это закон сохранения импульса. Но если считать, что $\vec F$ - внешняя по отношению к системе сила, то это следовало бы называть законом изменения импульса, а еще более правильно - основным уравнением динамики поступательного движения (несмотря на то, что некоторым иногда так и хочется обозвать это вторым законом Ньютона).

[kis]

ааа, понял
мое утверждение о том, что энергия сохраняетя, неверно. я писал, что энергия двух конденсаторов до подключения резистора идет на совершение работы, выделение теплоты и изменение энергии на конденсаторе. это неверно. я совсем забыл, что на систему действует внешняя сила ЭДС, поэтому работа совершается за счет энергии ЭДС, а не за счет энергии системы.
буду внимательнее и постараюсь взять за привычку записывать закон сохранения в виде $A = E_2 - E_1$
большое спасибо!