Номер 57.1, страница 204 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 7. Электрические явления. Параграф 57. Тепловое действие тока - номер 57.1, страница 204.

Условие.

57.1 [н] К увеличению какого вида энергии проводника приводит процесс прохождения по нему электрического тока?

Решение.

Решение 4.

Решение 7.

57.1 [н]

Решение

Электрический ток в проводнике — это упорядоченное движение свободных заряженных частиц (в металлах — электронов). При своем движении под действием электрического поля электроны сталкиваются с ионами, находящимися в узлах кристаллической решётки проводника.

В результате этих столкновений электроны передают часть своей кинетической энергии ионам решётки. Это приводит к увеличению амплитуды и, следовательно, энергии колебаний ионов около их положений равновесия.

Совокупная кинетическая энергия хаотического теплового движения частиц (в данном случае, колебаний ионов) и потенциальная энергия их взаимодействия составляют внутреннюю энергию тела. Таким образом, работа сил электрического поля, вызывающая ток, преобразуется во внутреннюю энергию проводника. Макроскопически это наблюдается как нагревание проводника.

Этот эффект количественно описывается законом Джоуля-Ленца, который гласит, что количество теплоты $Q$, выделяющееся в проводнике с током, равно работе тока: $Q = I^2Rt$, где $I$ — сила тока, $R$ — сопротивление проводника, а $t$ — время прохождения тока. Эта выделившаяся теплота и есть мера увеличения внутренней энергии проводника.

Ответ: Процесс прохождения электрического тока по проводнику приводит к увеличению его внутренней энергии.