Номер 3, страница 136, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Электростатика и постоянный электрический ток. Глава VIII. Постоянный электрический ток. Параграф 40. Закон Ома для участка цепи - номер 3, страница 136.

Условие.

°3. В чём проявляется тепловое действие электрического тока?

Решение 2.

Тепловое действие электрического тока проявляется в том, что проводник, по которому он протекает, нагревается. Этот эффект лежит в основе работы многих бытовых и промышленных устройств.

Природа этого явления заключается во взаимодействии движущихся под действием электрического поля заряженных частиц (в металлах — электронов) с ионами кристаллической решётки проводника. В процессе движения электроны сталкиваются с ионами, передавая им часть своей кинетической энергии. Это приводит к увеличению амплитуды колебаний ионов около положений равновесия. Увеличение энергии теплового движения частиц вещества означает рост его внутренней энергии, что макроскопически проявляется в повышении температуры проводника и выделении теплоты в окружающую среду.

Количество теплоты $\text{Q}$, которое выделяется в проводнике при прохождении тока, можно рассчитать по закону Джоуля—Ленца. Закон гласит, что количество теплоты прямо пропорционально квадрату силы тока $\text{I}$, сопротивлению проводника $\text{R}$ и времени $\text{t}$, в течение которого ток протекал по проводнику:

$Q = I^2Rt$

Тепловое действие тока находит широкое применение: в электрических нагревательных приборах (электроплиты, утюги, чайники, обогреватели), в лампах накаливания (где вольфрамовая нить раскаляется до яркого свечения), в плавких предохранителях (которые разрывают цепь при чрезмерном токе, расплавляясь). В то же время, нагрев проводов является нежелательным явлением в линиях электропередачи и электронных устройствах, так как это приводит к потерям энергии и может вызвать перегрев оборудования.

Ответ: Тепловое действие электрического тока заключается в нагревании проводника при прохождении через него электрического тока. Это происходит из-за того, что движущиеся заряженные частицы (носители тока) сталкиваются с частицами самого проводника (например, ионами кристаллической решётки), передавая им свою энергию и увеличивая тем самым внутреннюю энергию проводника, что и приводит к его нагреву.