Номер 4, страница 48 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

4. Какие физические свойства вольфрама лежат в основе его применения в лампах накаливания?

Решение

Принцип работы лампы накаливания заключается в нагревании тонкой проволоки (нити накала) электрическим током до температуры, при которой она начинает испускать яркий видимый свет. Вольфрам используется в качестве материала для нити накала благодаря совокупности нескольких ключевых физических свойств.

1. Высокая температура плавления (тугоплавкость). Вольфрам обладает самой высокой температурой плавления среди всех металлов — около $3422$ °C. Это позволяет нагревать нить накала до очень высоких температур (обычно $2500-3000$ К), что критически важно для получения яркого белого света и обеспечения высокой светоотдачи. При более низких температурах излучение было бы смещено в красную область спектра, а его интенсивность была бы мала.
2. Высокое удельное электрическое сопротивление. Чтобы нить эффективно нагревалась при прохождении тока (согласно закону Джоуля-Ленца, $Q = I^2Rt$), она должна обладать значительным сопротивлением. Высокое удельное сопротивление вольфрама позволяет изготовить нить с нужным сопротивлением, сохранив при этом её достаточную толщину (для механической прочности) и умеренную длину (для компактности).
3. Низкая скорость испарения. Даже при экстремальных рабочих температурах вольфрам испаряется очень медленно. Это свойство напрямую определяет срок службы лампы. Медленное испарение предотвращает быстрое утончение и обрыв нити, а также препятствует потемнению внутренней поверхности стеклянной колбы, которое снижает яркость лампы.
4. Пластичность и прочность. После специальной технологической обработки вольфрам приобретает пластичность, достаточную для вытягивания его в очень тонкую проволоку. При этом он сохраняет высокую механическую прочность даже в раскаленном состоянии, что позволяет нити выдерживать вибрации и не деформироваться.

Ответ:

В основе применения вольфрама в лампах накаливания лежат его физические свойства: очень высокая температура плавления (тугоплавкость), высокое удельное электрическое сопротивление, низкая скорость испарения при рабочих температурах, а также пластичность и прочность, позволяющие изготавливать из него тонкие нити накала.