Номер 3, страница 142 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Тепловые свойства газов, жидкостей и твёрдых тел. Параграф 34. Тепловое расширение твёрдых тел и жидкостей. Задание 32 - номер 3, страница 142.

Условие.

3*. Предложите конструкцию терморегулятора с использованием биметаллической пластины.

Решение.

3* Конструкция терморегулятора на основе биметаллической пластины использует ее свойство изгибаться при изменении температуры. Биметаллическая пластина — это соединенные по всей длине полосы из двух разных металлов (например, стали и меди), которые имеют различные коэффициенты теплового расширения.

Принцип действия и устройство такого терморегулятора следующие. Основным элементом является биметаллическая пластина, один конец которой жестко закреплен, а другой остается свободным. Эта пластина включается в электрическую цепь, которая питает нагревательный (или охлаждающий) элемент. Свободный конец пластины располагается рядом с неподвижным электрическим контактом, который также является частью цепи. Для установки желаемой температуры используется регулировочный винт, который позволяет изменять начальное расстояние между свободным концом пластины и контактом.

Рассмотрим работу терморегулятора на примере бытового утюга. В холодном состоянии биметаллическая пластина прямая, и ее свободный конец соприкасается с контактом. Электрическая цепь замкнута, ток поступает на нагревательный элемент, и температура начинает расти. По мере нагрева пластина тоже нагревается. Так как один из металлов (например, медь) расширяется сильнее другого (стали), пластина изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом расширения. Когда температура достигает заданного значения, изгиб пластины становится таким, что ее свободный конец отходит от контакта. Цепь размыкается, и нагрев прекращается. Затем, по мере остывания, пластина выпрямляется, и при падении температуры ниже установленного порога снова замыкает контакт. Цикл нагрева повторяется, что позволяет автоматически поддерживать температуру в заданных пределах.

Ответ: Терморегулятор можно сконструировать на основе биметаллической пластины, включенной в электрическую цепь нагревательного элемента. Один конец пластины закреплен, а другой, свободный, расположен у электрического контакта. При нагреве до заданной температуры пластина изгибается из-за разницы в тепловом расширении металлов и размыкает цепь, отключая нагрев. При остывании пластина выпрямляется, замыкает цепь, и нагрев возобновляется. Регулировка температуры осуществляется изменением начального зазора между пластиной и контактом с помощью регулировочного винта.