Номер 486, страница 93 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение

Нить накаливания в электрической лампочке (обычно изготовленная из вольфрама) работает при очень высоких температурах, достигающих 2000-3000 °C, чтобы излучать видимый свет. При таких температурах происходит процесс, называемый сублимацией, — атомы вольфрама постепенно испаряются с поверхности нити, переходя из твердого состояния сразу в газообразное. Хотя колба лампы заполнена инертным газом (например, аргоном), чтобы замедлить этот процесс, испарение все равно происходит.

Со временем из-за испарения нить накаливания становится тоньше. Этот процесс происходит неравномерно, поэтому на нити появляются более тонкие участки. Электрическое сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения ($R = \rho \frac{l}{S}$). Следовательно, в более тонких местах сопротивление становится выше.

Согласно закону Джоуля-Ленца, количество теплоты, выделяемое в проводнике, пропорционально его сопротивлению ($Q = I^2Rt$). Это означает, что более тонкие участки с высоким сопротивлением нагреваются еще сильнее, чем остальная часть нити. Повышение температуры, в свою очередь, ускоряет процесс испарения вольфрама именно в этих местах. Возникает самоускоряющийся процесс: участок становится тоньше → его сопротивление растет → он нагревается еще больше → испарение с него ускоряется → он становится еще тоньше. В конце концов, в самом слабом месте нить настолько истончается и перегревается, что плавится и разрывается, прекращая прохождение тока. Этот момент и называется перегоранием лампочки.

Ответ:

Нить электрической лампочки перегорает из-за постепенного испарения материала нити (вольфрама) при высокой рабочей температуре. Это приводит к неравномерному утончению нити. В самых тонких местах электрическое сопротивление увеличивается, что вызывает их еще больший нагрев и ускоренное испарение. В итоге нить в одном из таких мест становится настолько тонкой, что плавится и разрывается.