Энергия «в воздух»

Возьмем два одинаковых конденсатора, один из которых зарядим, оставляя цепь разомкнутой.

В этом случае энергия заряженного конденсатора находится по формуле:

Замкнем цепь так, как показано на рисунке.

Заряд равномерно распределится между обоими конденсаторами и на каждом из них заряд станет q/2. Теперь, подсчитав энергию каждого конденсатора и сложив их, мы увидим, что получилась величина, вдвое меньшая первоначальной.

Половина энергии как бы улетучилась, ушла «в воздух»!

Почему так произошло?

До сих пор учитывалась лишь электростатическая энергия. Поэтому первое, что нужно сделать, это проследить, не могла ли она перейти в другие виды энергии. Действительно, при замыкании цепи протекает электрический ток, соединительные провода нагреваются и часть электрической энергии уходит на нагревание воздуха. Оказывается, что эта часть не зависит от величины сопротивления соединительных проводов и всегда составляет половину начальной энергии.

А что будет, если соединительные провода вовсе не имеют сопротивления, т.е. сделаны из сверхпроводящего материала? Тогда обязательно нужно учитывать их индуктивность, и получается колебательный контур, в котором при замыкании цепи возникают электромагнитные колебания. Они будут длиться долго, затухая лишь за счет излучения электромагнитных волн.

Итак, закон сохранения энергии спасен. Точно так же сохранение энергии можно проследить и во множестве других парадоксальных ситуаций, что известно на примере десятков тысяч предложений «вечных двигателей». Закон сохранения энергии является наиболее универсальным и твердо установленным из физических законов.

В. Колыбасов