Почему используется:
а) в предохранителях свинцовая проволочка;
б) в лампах накаливания нить из вольфрама;
в) в наружных термометрах спирт, а не ртуть?

Для объяснения выбора материалов в различных приборах и устройствах необходимо учитывать физические свойства материалов, которые делают их подходящими для конкретных целей. Рассмотрим каждую ситуацию подробно:

а) Почему в предохранителях используется свинцовая проволочка?

Предохранители защищают электрические цепи от перегрева и повреждений, вызванных перегрузками или короткими замыканиями. Основная задача предохранителя заключается в размыкании цепи при превышении допустимого тока. Свинцовая проволочка (или сплав свинца) используется в предохранителях благодаря следующим свойствам:
− Низкая температура плавления. Свинец плавится примерно при 327,5 °C. Это означает, что при повышении температуры из−за протекания чрезмерного тока, свинец быстро нагревается и плавится, разрывая цепь.
− Хорошая электропроводность. Свинец и его сплавы проводят электрический ток, что позволяет использовать их в качестве элемента цепи.
− Экономичность. Свинец относительно дешев и доступен.
− Пластичность. Легкость обработки свинца позволяет изготавливать проволоку нужного диаметра и других форм.

Таким образом, свинцовая проволочка в предохранителях обеспечивает эффективное и быстрое размыкание цепи при перегрузке, предотвращая повреждения оборудования.

б) Почему в лампах накаливания используется нить из вольфрама?

Лампы накаливания работают путем нагревания металлической нити (накала) до высокой температуры, чтобы она светилась. Вольфрам выбран для изготовления нити накала благодаря следующим характеристикам:
− Высокая температура плавления. Вольфрам имеет одну из самых высоких температур плавления среди металлов — около 3422 °C. Это позволяет нити нагреваться до температуры около 2000−3000 °C без плавления.
− Высокая прочность. Вольфрам остается прочным даже при высоких температурах, что предотвращает разрушение нити во время работы.
− Устойчивость к испарению. При высоких температурах испарение материала нити минимально, что увеличивает срок службы лампы.
− Хорошая электропроводность. Вольфрам эффективно проводит ток, что важно для работы лампы.
− Высокая световая отдача. Вольфрам излучает яркий свет, особенно при высоких температурах.

Эти свойства делают вольфрам идеальным выбором для изготовления нитей накала в лампах.

в) Почему в наружных термометрах используется спирт, а не ртуть?

Спирт и ртуть — это жидкости, которые используются в термометрах благодаря их способности изменять объем при изменении температуры. Однако для наружных термометров предпочтение отдается спирту из−за следующих причин:
− Температурный диапазон. Спирт застывает при гораздо более низкой температуре (около −114 °C), чем ртуть (−39 °C). Это делает спирт более подходящим для измерения низких температур, характерных для уличных условий.
− Безопасность. Спирт менее токсичен и опасен для окружающей среды, чем ртуть. Если термометр повреждается, разлитый спирт не представляет серьезной угрозы.
− Легкость окрашивания. Спирт можно легко окрашивать в яркие цвета, чтобы столбик жидкости был лучше виден в термометре. Ртуть, напротив, имеет серебристый цвет, который плохо заметен в некоторых условиях.
− Устойчивость к расширению. Спирт имеет более высокую степень термического расширения по сравнению с ртутью. Это позволяет использовать более крупный и легко заметный столбик жидкости в термометре.

Хотя ртуть более точна и стабильна в термометрах, для наружных условий спирт оказывается более функциональным и безопасным выбором.