Ответьте на вопросы, страница 183 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему для изготовления нагревательных элементов необходим тугоплавкий материал?

2. Почему соединительный шнур, после подключения электронагревательного прибора в сеть, не достигает температуры нагревательного элемента?

1. Основная задача нагревательного элемента — преобразование электрической энергии в тепловую. Этот процесс сопровождается сильным повышением температуры проводника. Если материал, из которого изготовлен нагревательный элемент, будет иметь низкую температуру плавления (не будет тугоплавким), он просто расплавится при достижении рабочей температуры. Это приведет к разрыву электрической цепи и выходу прибора из строя. Поэтому для изготовления нагревательных элементов используют материалы с высокой температурой плавления (тугоплавкие), такие как нихром, вольфрам или фехраль, которые способны выдерживать нагрев до сотен или даже тысяч градусов Цельсия без разрушения.

Ответ: Тугоплавкий материал необходим для того, чтобы нагревательный элемент мог работать при высоких температурах, выделяя большое количество теплоты, и при этом не плавился.

2. Соединительный шнур и нагревательный элемент электроприбора соединены последовательно. Это означает, что через них протекает один и тот же электрический ток $I$. Количество теплоты $Q$, выделяемое в проводнике, определяется законом Джоуля-Ленца: $Q = I^2Rt$, где $R$ — сопротивление проводника, а $t$ — время прохождения тока.

Нагревательный элемент специально конструируют так, чтобы его сопротивление было большим. Для этого используют сплавы с высоким удельным сопротивлением (например, нихром), а сам проводник делают длинным и тонким.

Соединительный шнур, напротив, предназначен для передачи электроэнергии с минимальными потерями. Поэтому его изготавливают из материалов с низким удельным сопротивлением (медь, алюминий) и делают провод достаточно толстым, чтобы его общее сопротивление $R_{шнура}$ было очень малым.

Поскольку сопротивление нагревательного элемента $R_{элемента}$ многократно превышает сопротивление шнура ($R_{элемента} \gg R_{шнура}$), при одинаковом токе в элементе выделяется значительно большее количество теплоты, чем в шнуре. Именно поэтому нагревательный элемент раскаляется, а соединительный шнур остается практически холодным.

Ответ: Соединительный шнур имеет очень малое электрическое сопротивление по сравнению с сопротивлением нагревательного элемента. Так как оба они подключены последовательно и по ним течет одинаковый ток, согласно закону Джоуля-Ленца, основное количество теплоты выделяется на элементе с большим сопротивлением.