Номер 1, страница 171 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

1. Почему нить накала в современных лампах делают из вольфрама?

1. Нить накала в лампах накаливания делают из вольфрама благодаря уникальному сочетанию его физических свойств, которые делают его идеальным материалом для этой цели. Основных причин несколько:

Высочайшая температура плавления. Вольфрам — самый тугоплавкий из всех металлов, его температура плавления составляет около $3422$ °C. Лампы накаливания работают за счет нагрева нити до очень высоких температур (обычно $2500$–$3000$ °C), при которых она начинает испускать яркий видимый свет. Большинство других металлов при таких температурах просто расплавились бы. Чем выше температура нити, тем эффективнее преобразование электрической энергии в свет, а не в тепло.

Высокое удельное электрическое сопротивление. Чтобы нить эффективно нагревалась при прохождении через нее электрического тока, ее сопротивление должно быть достаточно большим. Количество выделяемой теплоты, согласно закону Джоуля-Ленца, прямо пропорционально сопротивлению ($Q \sim R$). Высокое удельное сопротивление вольфрама позволяет изготовить из него тонкую и длинную спираль, которая будет сильно нагреваться и при этом оставаться достаточно компактной для размещения внутри стеклянной колбы лампы.

Низкая скорость испарения. Даже при температурах, близких к температуре плавления, вольфрам испаряется (сублимирует) очень медленно. Это критически важное свойство, так как оно определяет срок службы лампы. Если бы материал нити испарялся быстро, она бы быстро утончилась и перегорела. Низкая летучесть вольфрама обеспечивает его долговечность в качестве нити накала.

Механическая прочность. Вольфрам — достаточно прочный и твердый металл, что позволяет изготавливать из него тончайшие нити и сворачивать их в спирали сложной формы, которые могут выдерживать вибрации и механические воздействия в процессе эксплуатации лампы.

Ответ: Нить накала в современных лампах делают из вольфрама, потому что он обладает уникальным сочетанием свойств: самой высокой температурой плавления среди всех металлов (около $3422$ °C), что позволяет раскалять его до яркого свечения; высоким удельным электрическим сопротивлением для эффективного нагрева; и очень низкой скоростью испарения при рабочих температурах, что гарантирует долгий срок службы лампы.