СДАМ ГИА: РЕШУ ОГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
физика
сайты - меню - вход - новости


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 21 № 50

Может ли расплавиться кусок олова в столбе дугового разряда? Ответ поясните.


Электрическая дуга

Электрическая дуга — это один из видов газового разряда. Получить её можно следующим образом. В штативе закрепляют два угольных стержня заострёнными концами друг к другу и присоединяют к источнику тока. Когда угли приводят в соприкосновение, а затем слегка раздвигают, между концами углей образуется яркое пламя, а сами угли раскаляются добела. Дуга горит устойчиво, если через неё проходит постоянный электрический ток. В этом случае один электрод является всё время положительным (анод), а другой — отрицательным (катод). Между электродами находится столб раскалённого газа, хорошо проводящего электричество. Положительный уголь, имея более высокую температуру, сгорает быстрее, и в нём образуется углубление — положительный кратер. Температура кратера в воздухе при атмосферном давлении доходит до 4 000 °С.

Дуга может гореть и между металлическими электродами. При этом электроды плавятся и быстро испаряются, на что расходуется большая энергия. Поэтому температура кратера металлического электрода обычно ниже, чем угольного (2 000—2 500 °С). При горении дуги в газе при высоком давлении (около 2 ·106 Па) температуру кратера удалось довести до 5 900 °С, т. е. до температуры поверхности Солнца. Столб газов или паров, через которые идёт разряд, имеет ещё более высокую температуру — до 6 000—7 000 °С. Поэтому в столбе дуги плавятся и обращаются в пар почти все известные вещества.

Для поддержания дугового разряда нужно небольшое напряжение, дуга горит при напряжении на её электродах 40 В. Сила тока в дуге довольно значительна, а сопротивление невелико; следовательно, светящийся газовый столб хорошо проводит электрический ток. Ионизацию молекул газа в пространстве между электродами вызывают своими ударами электроны,испускаемые катодом дуги. Большое количество испускаемых электронов обеспечивается тем, что катод нагрет до очень высокой температуры. Когда для зажигания дуги вначале угли приводят в соприкосновение, то в месте контакта, обладающем очень большим сопротивлением, выделяется огромное количество теплоты. Поэтому концы углей сильно разогреваются, и этого достаточно для того, чтобы при их раздвижении между ними вспыхнула дуга. В дальнейшем катод дуги поддерживается в накалённом состоянии самим током, проходящим через дугу.

1
Задание 19 № 44

Электрическая дуга — это

 

А. излучение света электродами, присоединёнными к источнику тока.

Б. электрический разряд в газе.

 

Правильный ответ

 

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

Источник: ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1313.

2
Задание 20 № 45

Ионизацию молекул газа в пространстве между электродами вызывает

 

1) электрическое напряжение между электродами

2) тепловое свечение анода

3) удары молекул газа электронами, испускаемыми катодом

4) электрический ток, проходящий через электроды при их соединении

Источник: ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1313.

3
Задание 21 № 2452

Может ли расплавиться кусок олова в столбе дугового разряда? Ответ поясните.

Источник: ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1313.

Решение.

Ответ: да, сможет.

Объяснение: при дуговом газовом разряде столб газов или паров, через которые идёт разряд, имеет высокую температуру — до 6 000−7 000 °С. Это намного больше температуры плавления олова, которое является легкоплавким металлом. При этом дуговой разряд имеет не импульсный характер и его можно поддерживать достаточно долгое время, чтобы кусок олова успел расплавиться.

Источник: ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1313.
Раздел кодификатора ФИПИ: 2.10 Плавление и кристаллизация. Удельная теплота плавления.