Экзаменационный (типовой) материал ЕГЭ / Физика / 25 задание (24) / 60

На рисунке изображена схема электрической цепи, в состав которой входят последовательно соединённые резистор, незаряженный плоский конденсатор, высоковольтный источник постоянного напряжения с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением и разомкнутый ключ. Напряжение источника U = 2 кВ, площадь пластин конденсатора S = 150 см², расстояние между пластинами d = 8,85 мм. Всё пространство между обкладками конденсатора заполнено дистиллированной водой, которая не проводит электрический ток и обладает диэлектрической проницаемостью ε = 81. Ключ замыкают и дожидаются зарядки конденсатора. Затем, не размыкая ключа, всё пространство между обкладками конденсатора очень медленно заполняют дистиллированной водой, которая не проводит электрический ток и обладает диэлектрической проницаемостью ε = 81. Какую работу совершают внешние силы в процессе заполнения конденсатора водой? Считайте, что ε₀ =1/(4πk) ≈ 8,85⋅10–12 Ф/м, где k = 9⋅10⁹ Н⋅м2 /Кл² – коэффициент пропорциональности в законе Кулона. Ответ дайте с учётом знака.