Номер 3, страница 15 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Тепловые явления. ТЗ-7. Плавление и отвердевание - номер 3, страница 15.

Условие.

3. Чтобы электролампа светилась, её спираль должна нагреваться до высокой температуры. Какой из металлов надо взять для изготовления спирали: сталь, медь или вольфрам?

Решение.

Решение

Для того чтобы электролампа светилась, её спираль (нить накала) должна быть разогрета до очень высокой температуры, при которой она начинает излучать свет в видимом диапазоне. Рабочая температура спирали в лампе накаливания составляет $2000-2500\ ^{\circ}\text{C}$.

Основным требованием к материалу для спирали является очень высокая температура плавления, чтобы нить не разрушалась при рабочей температуре. Также материал должен обладать достаточно высоким удельным электрическим сопротивлением, чтобы эффективно преобразовывать электрическую энергию в тепловую.

Сравним предложенные металлы по этим параметрам:

Медь – это металл с температурой плавления около $1085\ ^{\circ}\text{C}$. Эта температура значительно ниже рабочей температуры лампы, поэтому медная спираль моментально расплавится. Кроме того, медь — отличный проводник с низким сопротивлением, что не подходит для нагревательного элемента.

Сталь – сплав железа с углеродом, температура плавления которого составляет около $1400-1500\ ^{\circ}\text{C}$. Это также недостаточно для стабильной работы лампы накаливания. При высоких температурах сталь к тому же подвержена окислению и теряет прочность.

Вольфрам – это самый тугоплавкий из всех металлов. Его температура плавления достигает $3422\ ^{\circ}\text{C}$. Это свойство позволяет нагревать вольфрамовую нить до температур, при которых она светится ярко-белым светом, не плавясь. Вольфрам также обладает подходящим удельным сопротивлением и прочностью при высоких температурах. Именно поэтому вольфрам стал основным материалом для изготовления нитей накала.

Таким образом, из предложенных металлов для изготовления спирали электролампы подходит только вольфрам.

Ответ: вольфрам.