Номер 2, страница 178 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

2. Почему электрическую лампу накаливания (см. рис. 110) можно использовать как электронагревательный прибор?

Решение

Электрическую лампу накаливания можно использовать как электронагревательный прибор из-за принципа её работы, который основан на тепловом действии электрического тока. Разберем этот процесс подробнее.

1. Основным рабочим элементом лампы накаливания является тонкая проволока (нить накала), изготовленная из тугоплавкого металла, как правило, вольфрама. Эта нить имеет высокое электрическое сопротивление.

2. Когда лампа подключается к источнику электрического тока, через нить накала начинает течь ток. Согласно закону Джоуля-Ленца, при прохождении тока через проводник с сопротивлением выделяется тепло. Количество выделенной теплоты $Q$ прямо пропорционально квадрату силы тока $I$, сопротивлению проводника $R$ и времени прохождения тока $t$:

$Q = I^2 \cdot R \cdot t$

3. Из-за высокого сопротивления нить накала очень сильно нагревается, достигая температуры 2000–3000 °C. При такой высокой температуре тело начинает ярко светиться, испуская излучение в видимом диапазоне спектра. Это явление называется накаливанием, и именно оно используется для освещения.

4. Ключевым моментом является эффективность этого процесса. Коэффициент полезного действия (КПД) лампы накаливания как источника света крайне низок. Только около 5–10% всей потребляемой электрической энергии преобразуется в видимый свет. Остальные 90–95% энергии преобразуются непосредственно в тепловую энергию, которая излучается в виде инфракрасного излучения и нагревает стеклянную колбу лампы и окружающую среду.

Таким образом, лампа накаливания по своей сути является гораздо более эффективным нагревателем, чем осветительным прибором. Именно это мощное выделение тепла и позволяет использовать её в качестве простого электронагревателя, например, для обогрева террариумов, инкубаторов или для сушки небольших предметов.

Ответ: Электрическую лампу накаливания можно использовать как электронагревательный прибор, потому что большая часть (90–95%) потребляемой ею электрической энергии преобразуется не в свет, а в тепло в соответствии с законом Джоуля-Ленца, что приводит к сильному нагреву самой лампы и окружающего пространства.