Номер 6, страница 137 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава III. Постоянный электрический ток. Параграф 22. Электрический ток в электролитах - номер 6, страница 137.

Условие.

6. Каково влияние электрического тока на живой организм?

Решение.

Решение

Воздействие электрического тока на живой организм — это сложный и многофакторный процесс, который может привести к серьезным травмам и летальному исходу. Характер и степень поражения зависят от множества параметров. Различают три основных вида действия электрического тока на ткани организма.

Термическое (тепловое) действие

Это действие проявляется в виде ожогов участков тела, находящихся на пути тока, а также в перегреве внутренних органов. Количество выделяемой теплоты описывается законом Джоуля-Ленца: $Q = I^2 \cdot R \cdot t$, где $\text{I}$ — сила тока, $\text{R}$ — сопротивление участка тела, $\text{t}$ — время воздействия. Ожоги могут быть как поверхностными (покраснение кожи), так и глубокими, вплоть до обугливания тканей.

Электролитическое (химическое) действие

Это действие связано с электролизом жидкостей в организме, таких как кровь и лимфа, которые по своей природе являются электролитами. Прохождение тока вызывает их разложение, изменение ионного состава и образование пузырьков газа. Это нарушает нормальное функционирование клеток и может привести к их гибели.

Биологическое (физиологическое) действие

Это наиболее опасный вид воздействия. Электрический ток, проходя через живые ткани, раздражает и возбуждает нервные и мышечные волокна. Это приводит к следующим последствиям:
1. Судорожное сокращение мышц. Мышцы сокращаются непроизвольно и очень сильно. Если пострадавший держит в руке провод, судорога мышц предплечья может не позволить ему разжать пальцы и оторваться от источника тока (так называемый "неотпускающий ток").
2. Нарушение работы дыхательной системы. Судороги дыхательных мышц (диафрагмы и межреберных мышц) могут вызвать остановку дыхания.
3. Нарушение работы сердца. Наиболее частая причина смерти при поражении током — фибрилляция желудочков сердца. Это хаотичные, асинхронные сокращения волокон сердечной мышцы, при которых сердце перестает выполнять свою насосную функцию, что приводит к прекращению кровообращения и быстрой смерти.

Тяжесть поражения электрическим током зависит от ряда ключевых факторов:

1. Сила тока. Это основной поражающий фактор. Принято различать следующие пороговые значения (для переменного тока 50 Гц):
- 0,5–1,5 мА: пороговый ощутимый ток (легкое покалывание).
- 10–15 мА: пороговый неотпускающий ток (судороги, невозможность оторваться).
- 50–100 мА: пороговый фибрилляционный ток (вызывает фибрилляцию сердца при прохождении через область сердца).
- свыше 100 мА: вызывает немедленную остановку сердца и паралич дыхания.

2. Путь тока через тело. Опасность поражения сильно зависит от того, через какие органы проходит ток. Наиболее опасны пути "рука-рука" и "рука-ноги", так как в этом случае ток проходит через область сердца.

3. Продолжительность воздействия. Чем дольше длится контакт с источником тока, тем тяжелее последствия, так как увеличивается степень повреждения тканей и возрастает вероятность фибрилляции.

4. Род и частота тока. Переменный ток промышленной частоты (50-60 Гц) считается наиболее опасным, так как он с наибольшей вероятностью вызывает фибрилляцию сердца. Постоянный ток в основном опасен в моменты замыкания и размыкания цепи. При очень высоких частотах ток течет преимущественно по поверхности тела (скин-эффект), вызывая сильные ожоги, но с меньшей вероятностью поражая внутренние органы.

5. Сопротивление тела человека. Согласно закону Ома ($I = U/R$), сила тока обратно пропорциональна сопротивлению. Сопротивление тела человека варьируется от нескольких сотен Ом (для влажной или поврежденной кожи и внутренних тканей) до сотен тысяч Ом (для сухой, неповрежденной кожи). Поэтому влажность, наличие порезов, а также площадь контакта сильно влияют на исход поражения.

6. Индивидуальные особенности организма. Общее состояние здоровья, возраст, масса тела, степень усталости или нервного возбуждения также влияют на чувствительность организма к электрическому току.

Ответ: Влияние электрического тока на живой организм является комплексным и крайне опасным, оно включает в себя термическое (ожоги), электролитическое (разложение жидкостей) и биологическое (нарушение работы нервной и мышечной систем) действия. Наибольшую опасность представляет биологическое действие, способное вызвать судороги, остановку дыхания и фибрилляцию сердца. Тяжесть поражения определяется силой тока, его путем через тело, продолжительностью воздействия, родом и частотой тока, а также сопротивлением тела человека и его индивидуальными особенностями.