Номер 7, страница 133 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

7. Почему при прохождении тока по проводнику происходит его нагревание?

7. Нагревание проводника при прохождении по нему электрического тока объясняется взаимодействием движущихся заряженных частиц (в металлах — электронов) со структурой самого проводника.

Электрический ток в металлах — это упорядоченное движение свободных электронов под действием электрического поля. Проводник состоит из ионов, расположенных в строгом порядке и образующих кристаллическую решетку. Свободные электроны движутся в пространстве между этими ионами.

Когда электроны начинают двигаться направленно, они сталкиваются с ионами кристаллической решетки. В процессе этих столкновений электроны, обладающие кинетической энергией, передают часть этой энергии ионам. Получив дополнительную энергию, ионы начинают колебаться с большей амплитудой и частотой. Увеличение интенсивности колебаний частиц вещества и есть увеличение его внутренней энергии, что макроскопически воспринимается как повышение температуры, то есть нагрев.

Этот эффект называется тепловым действием тока. Количество теплоты $Q$, выделяющееся в проводнике, определяется законом Джоуля-Ленца:

$Q = I^2Rt$

где $I$ — сила тока, $R$ — сопротивление проводника, а $t$ — время прохождения тока. Сопротивление $R$ как раз и является мерой того, насколько сильно проводник препятствует движению электронов, то есть насколько часто и интенсивно происходят столкновения.

Ответ: Нагревание проводника происходит из-за того, что движущиеся под действием электрического поля электроны сталкиваются с ионами кристаллической решетки проводника и передают им часть своей энергии, что приводит к увеличению внутренней энергии проводника и, как следствие, к его нагреву.