Номер 3, страница 122 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

3. Приведите примеры проявления вредных свойств статического электричества.

3. Статическое электричество, возникающее в результате трения или разделения поверхностей различных материалов, может иметь ряд вредных и опасных проявлений в различных сферах деятельности человека и в быту.

• В промышленности: Накопление статических зарядов представляет серьезную опасность на предприятиях, где используются или производятся легковоспламеняющиеся и взрывоопасные вещества. Например, в мукомольной, сахарной, текстильной промышленности, а также на элеваторах, мелкая пыль (мука, сахар, волокна, зерновая пыль) образует с воздухом взрывоопасную смесь. Искра от статического разряда, который может возникнуть на движущихся частях оборудования (например, на транспортерных лентах), способна вызвать мощный взрыв. Аналогичная опасность существует в химической и нефтеперерабатывающей промышленности при перекачке горючих жидкостей и газов.
• В электронике: Чувствительные электронные компоненты, такие как микросхемы, процессоры и транзисторы, могут быть необратимо повреждены электростатическим разрядом (ESD - Electrostatic Discharge). Человек может накопить на своем теле заряд, который при прикосновении к компоненту разрядится через него. Этот разряд, часто даже не ощутимый для человека, имеет достаточно энергии, чтобы прожечь тончайшие внутренние структуры полупроводникового прибора. Поэтому при работе с электроникой используют антистатические браслеты, коврики и специальную одежду.
• На транспорте: При заправке топливом самолетов и автомобилей возникает сильная электризация из-за трения топлива о стенки шлангов и горловину бака. Возникающая при этом искра может воспламенить пары топлива, что приведет к пожару или взрыву. Для предотвращения этого самолет и топливозаправщик перед заправкой обязательно соединяют с землей и друг с другом специальными заземляющими тросами.
• В быту: Хотя бытовые проявления статического электричества обычно не опасны, они доставляют дискомфорт. Например, неприятный удар током при прикосновении к металлической дверной ручке после ходьбы по синтетическому ковру. Одежда из синтетических тканей "прилипает" к телу, "трещит" и искрит при снятии в темноте, а волосы "встают дыбом" при расчесывании пластмассовой расческой.

Ответ: Вредные свойства статического электричества проявляются в виде риска пожаров и взрывов на промышленных объектах и транспорте из-за искрового разряда, повреждения чувствительных электронных компонентов, а также в виде бытовых неудобств, таких как болезненные щелчки тока и прилипание синтетической одежды.

4. Появление электрического заряда между ремнем и шкивом ременной передачи является классическим примером явления, известного как электризация трением или трибоэлектрический эффект. Процесс можно описать следующими этапами:

1. Контакт и трение разнородных материалов: Ремень (часто изготавливается из резины, каучука или других полимерных материалов) и шкив (как правило, металлический) состоят из разных веществ. При работе передачи ремень находится в постоянном движении, плотно прилегая к поверхности шкивов и испытывая трение о них.
2. Перенос заряда: При тесном контакте и последующем разделении двух разных материалов происходит переход электронов с поверхности одного тела на поверхность другого. Один материал, более склонный отдавать электроны, заряжается положительно, а другой, склонный их принимать, — отрицательно. Это свойство определяется положением материалов в так называемом трибоэлектрическом ряду.
3. Накопление заряда: Ремень, как правило, является диэлектриком (изолятором). Это означает, что полученный им электрический заряд не может свободно перемещаться по его поверхности и "стекать" на землю. В результате заряд накапливается на ремне. Если шкивы не заземлены должным образом, на них также накапливается заряд противоположного знака.
4. Электрический разряд: По мере работы механизма заряд продолжает накапливаться, и разность потенциалов между заряженным ремнем и близкорасположенными заземленными частями станка или другими предметами может достигнуть нескольких тысяч вольт. Когда напряженность электрического поля превышает диэлектрическую прочность воздуха, происходит пробой — электрический разряд, который мы видим и слышим как искру.

Ответ: Между ремнем и шкивом возникает статическое электричество из-за электризации трением (трибоэлектрического эффекта). В процессе трения разнородных материалов (резины ремня и металла шкива) происходит переход электронов от одного материала к другому, что приводит к накоплению на них электрических зарядов противоположных знаков.