§ 42. Вплив електричного струму на людський організм. Заходи безпеки під час роботи з електричними приладами й пристроями

Думки вголос

Я вивчу основні правила безпеки під час роботи з електричними приладами і пристроями і завжди буду їх дотримуватися.

Тіло людини є провідником. Чи будь-який електричний струм небезпечний для людини? Звичайно ні. Дослідники показали, що сила струму близько 0,01 А за проходження через тіло людини спричинює легке подразнення нервової системи й навіть судоми. А смертельним вважають струм силою 0,1 А. Електричний опір людського тіла може збільшуватись чи зменшуватись в сотні разів, коливаючись від 500 000 Ом до 1000 Ом.

Якщо дотримуватись певних заходів безпеки, то від небезпеки ураження електричним струмом можна захиститися. Ось основні заходи безпеки під час роботи з електричними приладами:

1.    Ніколи не працюйте під напругою.

2.    Використовуйте лише електроізольоваиий інструмент.

3.    Особливо треба бути уважним під час роботи у вологих приміщеннях.

4.    Викручуючи чи вкручуючи електролампи, вимикайте струм.

5.    Не торкайтеся до ввімкнених в електричну мережу приладів мокрими руками.

6.    Вода поряд з електрикою нерідко призводить до нещасних випадків.

7.    Не залишайте без нагляду ввімкнений електричний прилад.

За ураження людини електричним струмом потрібно

вжити таких заходів:

•    звільнити людину від подальшої дії на неї електричного струму, користуючись сухою палицею або іншими ізоляторами;

•    потерпілому дають понюхати нашатирний спирт, також треба розстібнути одяг, розтерти й зігріти людину;

•    якщо потрібно, зробити штучне дихання й непрямий масаж серця;

 

•    викликати лікаря.

Перевір свої знання

1*. Чому небезпечно доторкатися до стовпів високої напруги?

2*. Які ізоляційні матеріали найкраще захищають від впливу електричного струму?

З*. Як потрібно себе вести під час грози?

4**. Чому керамічні ізолятори для зовнішньої електричної проводки роблять у вигляді кола?

5**. Чому небезпечний струм короткого замикання?

6**. Чому не можна працювати з електричними приладами у вологих приміщеннях?

7**. Чому під час заряджання акумулятора автомобіля до нього не можна доторкатися?

8**. Чому блискавка найчастіше влучає з вершини гір?

9***. Чому блискавка частіше влучає у високий дуб, ніж в інші дерева?

 

10™. У романі Жуля Верна «Діти капітана Гранта» є такий епізод: «У самому розпалі скаженої гри блискавиць на кінці горизонтальної гілки раптом з’явилась повита чорним димом вогняна куля, завбільшки з кулак, покружляла кілька секунд, наче дзиґа, й вибухнула з силою бомби, заглушивши на мить рокотання грози. В повітрі потягло сірчаним газом...»

Яке фізичне явище описане в цьому епізоді?

Хвилинка здоров’я

Ці знання для нас дуже важливі!

Електричний струм викликає термічні, електролітичні та біологічні дії. Термічна дія — викликаються опіки.

Електролітична дія — розкладаються органічні речовини, у тому числі і кров (електроліз).

Біологічна дія — збурюються рецептори тканини, відбувається скорочення м’язів.

Електричні травми — це місцеві ураження тканини і органів. Електричний шок — це важка нерворефлекторна реакція організму на подразнення електричним струмом. При шоці виникають глибокі розлади дихання, кровообігу, нервової системи та інших систем організму.

Індивідуальні особливості організму людини значно впливають на результат ураження при електротравмах.

Характер дії струму однієї і тієї самої сили залежить від маси тіла людини та її фізичного розвитку.

ВИСНОВКИ ДО РОЗДІЛУ 4 Конспект теоретичного матеріалу

•    Електричним струмом називають спрямований рух вільних носіїв заряду.

•    Умови існування струму: наявність вільних носіїв заряду; наявність електричного поля; замкнене електричне коло.

•    Електричний струм проявляє себе в діях: тепловій, механічній, світловій, хімічній, магнітній.

•    Речовини, які добре проводять електричний струм, називають провідниками, які не проводять — діелектриками. У металах електричний струм створюють вільні електрони.

•    Джерело струму — пристрій, у якому діють сторонні сили і розділяють заряди (гальванічні елементи, акумулятори, генератори, термоелементи, фотоелементи, батареї).

•    Електричне коло складається із джерела електричної енергії, споживачів і з’єднувальних провідників. За напрям струму прийнято вважати напрям, у якому рухається позитивний заряд.

•    Сила струму (/) — фізична величина, яка чисельно дорівнює кількості електрики (заряду q), що переноситься за одиницю часу крізь площу поперечного перерізу:

•    Електрична напруга (U) — фізична величина, яка чисельно дорівнює роботі електричного струму з перенесення з однієї точки в іншу одиничного позитивного заряду:

•    Силу струму вимірюють амперметром, який підключають в колі послідовно. Напругу вимірюють вольтметром, який підключають паралельно до ділянки, у якій вимірюють напругу.

•    Опір провідника (R) — це властивість провідника чинити опір струму, який ним проходить.

•    Опір металевого провідника залежить від його розмірів, матеріалу і температури:

де р — питомий опір провідника, [р] = Ом · м.

•    Змінювати опір ділянки кола можна за допомогою включення резисторів або реостатів. Змінювати напругу можна потенціометром.

•    Основний закон електрики для ділянки кола — закон Ома: сила струму / в ділянці кола прямо пропорційна прикладеній напрузі U і обернено пропорційна опору провідника R:

•    У разі послідовного з'єднання провідників:

•    У разі паралельного з’єднання провідників:

•    Робота електричного струму:

А = q U\ A = U · / · f; [А] = 1 Дж. 1 Дж = 1 В · А ■ с.

•    Потужність струму:

•    Закон Джоуля—Ленца: Q = I²■ Я · f;

Якщо в провіднику струм справляє тільки теплову дію, то

•    Теплову дію струму використовують в електронагрівальних приладах.

•    Електроліти — це водні розчини солей, кислот і основ, а також їх розчини, у яких носіями струму є йони. Наприклад: розчин NaCI, Cu₂SO₄, розплав NaOH.

•    Електроліз — виділення речовини на електродах під час проходження струму через електроліт.

Закон електролізу: маса речовини, виділеної на електроді, прямо пропорційна заряду, що пройшов через електроліт, т = к · р; т = Klt, де K — електрохімічний еквівалент речовини;

 

•    Проходження електричного струму через газове середовище називають електричним розрядом. Види електричного розряду — несамостійний і самостійний. Види самостійного розряду: іскровий, тліючий, коронний, дуговий.

•    Під час роботи з електричними приладами і пристроями завжди необхідно дотримуватись заходів безпеки. ⁷

ВПРАВИ ДО РОЗДІЛУ 4

Обери правильну відповідь.

1⁷. Одиниці вимірювання сили струму й напруги:

а)    ампер, вольт

б)    ом, вольт

в)    ампер, ом

г)    ампер, кулон

2⁷. Хто з науковців спостерігав взаємодію двох провідників зі струмом?

а)    А. Ампер

б)    А. Вольта

в)    Г. Ерстед

г)    Ш. Кулон

З⁷. Якими приладами вимірюють силу струму й напругу в електричному колі?

а)    Амперметр, ватметр

б)    амперметр, вольтметр

в)    вольтметр, омметр

г)    амперметр, омметр

4⁷. Електропровідність металів пов’язана з...

а)    наявністю великої кількості електронів у кристалічних ґратках

б)    наявністю великої кількості протонів

в)    наявністю великої кількості вільних електронів

г)    підвищенням температури металів

5⁷. За послідовного з’єднання провідників сила струму в колі дорівнює...

а)    сумі сил струму на ділянках

б)    різниці сил струмів на ділянках

в)    добутку сил струмів на ділянках

г)    на всіх ділянках однакова

6⁷. За паралельного з’єднання провідників напруга...

а)    однакова на всіх ділянках

б)    дорівнює сумі напруг на всіх ділянках

в)    дорівнює добутку напруг на всіх ділянках

г)    дорівнює різниці напруг на всіх ділянках

7⁷. Як правильно вмикати в електричне коло амперметр?

а)    Паралельно з іншими елементами кола

б)    Послідовно з іншими елементами кола

в)    Паралельно до джерела струму

г)    Послідовно з ключем

8⁷. Як називається найпростіший пристрій, який виробляє електричний струм?

а)    Електричне коло

б)    Парова турбіна

в)    Гальванічний елемент

г)    Генератор

9*. Які ви знаєте дії електричного струму?

а)    Теплова, фізична, обертова

б)    Теплова, хімічна, обертова

в)    Магнітна, фізична, теплова

г)    Фізична, магнітна, хімічна

10**. Визнач число електронів, які проходять щосекунди через поперечний переріз провідника 1 за сили струму 0,8 мкА.

а) 5-Ю¹² б) 3-Ю¹² в) 8-Ю¹² г) 9-Ю¹² 11**. Вибери правильну формулу закону Ома для ділянки кола.

12**. Як зміниться струм у провіднику, якщо напругу на кінцях провідника збільшити вдвічі?

а)    Зменшиться вдвічі

б)    Збільшиться вдвічі

в)    Буде незмінним

г)    Збільшиться в 0,5 разу

13*. Одиниці вимірювання електричного опору:

а) ампер 6} кулон в) ом г) вольт 14**. Провідники опором 4 Ом та 2 Ом ввімкнено в коло послідовно. Яким є загальний опір у колі?

а) 8 Ом б) 2 Ом в) 6 Ом г) 1,3 Ом 15*. Опір провідника залежить від...

а)    напруги й сили струму в колі

б)    геометричних розмірів провідника

в)    геометричних розмірів і речовини, з якої виготовлено провідник

г)    від речовини, з якої виготовлено провідник

16*. За якою формулою визначається потужність електричного струму?

17*. Назви прилад для вимірювання роботи електричного струму, а) Омметр    б) Електролічильник

в) Ватметр г) Амперметр

18**. Лампа має потужність 60 Вт і працює за робочої напруги 120 В. Який струм проходить через лампу? а) 2 А б) 0,5 А в) 7200 мА г) 60 А 19**. Як зміниться кількість теплоти, яка виділяється в провіднику, якщо зменшити силу струму вдвічі за незмінного опору?

а)    Зменшиться в 4 рази

б)    Збільшиться в 8 разів

в)    Зменшиться у 8 разів

г)    Збільшиться в 4 рази

20**. Електропрогравач споживає з мережі потужність 50 Вт. Скільки часу триває програвання пластинки, якщо робота струму за цей час становить ЗО Вт·год?

 

а) ЗО хв б) 36 хв в) 20 хв

21*. Які частинки є носіями електричного заряду в електролітах?

а)    Електрони

б)    Йони

в)    Протони

г)    Атоми

22*. У якому середовищі електричний струм зумовлений впорядкованим рухом йонів та вільних електронів?

а)    У металах

б)    У вакуумі

в)    У газах

г)    Електролітах

23*. Як позначають електрохімічний еквівалент?

а)    к

б)    F

в)    /

г)    t

24*. Який символ пропущено в записі першого закону електролізу

т = к..Л?

а)    F

б)    /

в)    R

г)    M

25**. Як зміниться маса речовини, яка відклалася на електроді під час електролізу, якщо силу струму в колі збільшити в 3 рази?

а)    Зменшиться в 9 разів

б)    Зменшиться в 3 рази

в)    Збільшиться в 9 разів

г)    Збільшиться в 3 рази

26*. Якою є електрична провідність у металах?

а)    Йонною

б)    Електронною

в)    Електронно-дірковою

г)    Йонно-електронною

27*. Який газовий розряд являє собою електричний пробій за високої напруги?

а)    Несамостійний

б)    Коронний

в)    Іскровий

г)    Тліючий

28**. За якої сили струму відбувався електроліз, якщо за 20 хв на електроді виділилося 1,98 г міді?

а)    5 А

б)    1,98 А

в)    2 А

г)    4 А

Розв’яжи задачі

1***. Ялинкова гірлянда складається з однакових ламп розрахованих на напругу 5,5 В кожна. Яка мінімальна кількість ламп знадобиться і як їх потрібно з’єднати, щоб гірлянду можна було підключити до мережі 220 В?

2***. На скільки відсотків зміниться сила струму в колі, якщо вольтметр, який має опір 250 кОм, підключити до резистора опором 20 Ом?

З***. Дріт було розрізано на три однакових частини, які потім з’єднано паралельно. Опір з’єднання, таким чином, виявся 9 Ом. Який був опір дроту до розрізання?

4***. Скільки однакових резисторів по 8 Ом потрібно, щоб отримати опір 18 Ом? Намалюй відповідну схему.

5***. У якому випадку під час свердлення отворів за допомогою електродриля витрати електроенергії стають більшими: якщо використовують заточене свердло чи затуплене? Відповідь обґрунтуй.

Орієнтовні теми навчальних проектів до розділу 4

1.    Роль видатних учених у розвитку знань про електрику

2.    Вплив роботи електростанцій на довкілля

3.    Напівпровідники та їх використання

4.    Плазма

5.    Розрахунки розгалужених електричних кіл

6.    Знайомлюсь із законами Кірхгофа

Для тих, хто хоче знати більше

Євген Оскарович Патон (1870-1953 рр.) — видатний український вчений в галузі електрозварювальних процесів і мостобудування. Він розробив метод швидкісного електричного зварювання (метод Патона), винайшов спосіб автоматичного швидкісного електричного зварювання, створив методи розрахунку споруд мостів, впровадив технологію та обладнання для зварювання спеціальних сталей, зокрема, для танкових башт.

Ім’ям Є. О. Патона названо міст через Дніпро.

Наукові праці Є.О. Патона мають світове значення.

 

 

Задачі для допитливих

1.    Залізна кулька падає на залізну плиту. Порівняй висоту підскоку кульки після удару у двох випадках:

а)    кулька і плита незаряджені.

б)    кулька заряджена, плита незаряджена.

Чи впливає на відповідь знак заряду?

2.    Як за допомогою зарядженої скляної палички надати двом стальним кулькам заряди різного знаку, причому так, щоб заряд самої палички не змінився?

3.    Як передати електроскопу заряд, який у декілька разів більший за заряд наелектризованої скляної палички? Крім зарядженої палички й електроскопа, є невелика металева кулька на ізолюючій ручці.

4.    На відстані 9 см один від одного розташовані позитивні заряди 8 нКл і 2 нКл. Де потрібно розташувати третій заряд, щоб компенсувати відштовхування цих позитивних зарядів?

5.    Для того щоб електричне коло, через яке електродвигуни тролейбуса отримують електричний струм, було замкнене, тролейбусна лінія має два контактних проводи. Як же замикається коло живлення електродвигунів трамваїв та електричок, адже їх лінії мають лише один контактний провід?

6.    Як за допомогою вимірювальних приладів визначити довжину мідного дроту, який сплутаний у клубок? Які прилади для цього знадобляться? Поверхня дроту вкрита тонким шаром непровідного лаку, кінці дроту стирчать з клубка.

7.    Електрична плитка має дві спіралі і перемикач, яким можна залишати увімкнутою тільки одну з двох спіралей або з’єднувати їх послідовно чи паралельно. Якщо увімкнута перша спіраль, то повна каструля з водою закипає за 4 хв, якщо увімкнута друга спіраль, повна каструля води закипає за 12 хв. За скільки хвилин закипить повна каструля з водою, якщо будуть увімкнуті обидві спіралі: 1) послідовно; 2) паралельно?

8.    Після зміни конструкції амперметра ціна поділки приладу змінилася, тому на нього треба нанести іншу шкалу. Як це зробити, маючи інший амперметр?

9.    Спробуй послідовно увімкнути в коло дві лампи різної потужності (наприклад, 100 і 25 Вт), розраховані на однакову напругу. Яка із ламп світитиме яскравіше? Чому?

Домашня лабораторія

Завдання 1. Постав в стакан електричну лампу (можна зіпсовану), поклади на її поверхню дерев’яну' або пластмасову лінійку, після її зрівноваження піднеси до одного з її кінців наелектризоване тіло, поясни явище, яке спостерігаєш.

За допомогою цієї установки перевір, які предмети, що є вдома, електризуються (гребінець, гумова кулька, пластикові пакети, пляшки).

Завдання 2. Придумай схему для свого будинку, щоб електричну лампу' можна було вмикати і вимикати із різних кімнат.

Завдання 3. У тебе в квартирі немає годинника, як, дивлячись на покази електролічильника, визначити інтервал часу, який проходить?

Завдання 4. В тебе є: акумулятор, вольтметр, амперметр, з’єднувальні провідники і резистор невідомого опору. Як визначити опір невідомого резистора?

Завдання 5. Як визначити масу невеликого стального тіла, маючи спиртівку, банки з водою, калориметр, термометр і мензурки?

Завдання 6. Дай відповідь і перевір на досліді. Стакан наполовину заповнений окропом. У якому із випадків отримуємо холоднішу воду': 1) якщо почекати 5 хв, а потім долити в стакан холодну воду'; 2) якщо відразу долити холодну воду, а потім почекати 5 хв?

Завдання 7. Візьми електричну лампочку розжарювання й уважно прочитай напис на балоні лампи (зазначено потужність і напругу). За цими параметрами визнач опір лампи в робочому стані. Розрахуй довжину спіралі, якщо відомо, що вона виготовлена з вольфрамового дроту діаметром 0,08 мм.

 

Завдання 8. Запиши за паспортом потужність домашнього електричного чайника (електрокип’ятильника). Визнач кількість теплоти, що виділяється за 15 хв, а також вартість споживаної за цей час електроенергії.

Рекомендації до написання рефератів на тему «Видатні українські вчені й конструктори»

Тим, хто цікавиться фізикою, пропонуємо знайти інформацію та написати реферат про роль українських учених і конструкторів у розвитку світової науки і техніки.

От де, люде, наша слава,

Слава України

Т. Г. Шевченко

Всесвітньо відомі вчені-фізики й конструктори з українським корінням

 

Іван Пулюй Борис Грабовський Зеиоп-Володимир Хриплий Микола Пильчиков Степан Тимошенко Сергій Корольов

 

 

Структура реферату: титульна сторінка; план; вступ; основна частина (розділи, пункти і підпункти); висновки; список використаних джерел; додатки.

Вимоги до змісту основної частини реферату

•    у наукових текстах не рекомендується вести мову від першої особи однини (судження краще висловлювати в безособовій формі);

•    при згадуванні в тексті прізвища обов’язково перед ним ставити ініціали;

•    кожний розділ (пункт) починати з нової сторінки;

•    при викладанні різних поглядів і наукових положень, цитат, витягів з літератури, необхідно покликатися на використане джерело.

Що писати у висновках?

Висновки — самостійна частина, у якій не слід просто переказувати зміст роботи. У них потрібно висвітлити такі аспекти:

•    оцінити ступінь досягнення мети і виконання завдань роботи;

•    визначити, що є цінним, а що викликає сумніви.

Вимоги до оформлення реферату

Текст роботи необхідно писати розбірливо, з одного боку аркуша (формат А-4), поставити номери сторінок. Одночасно необхідно чітко виділити (кольором, підкресленням, відступом) окремі частини (абзаци), розділи, пункти і підпункти, варто уникати скорочення слів.

Якщо текст реферату набирається на комп’ютері, треба дотримуватися ще й таких правил:

•    набір тексту здійснюється стандартним 14 шрифтом TimesNewRoman;

•    назви розділів краще набирати 14 шрифтом (усі літери великі напівжирні), а пункти і підпункти виділяти напівжирним курсивом;

•    міжрядковий інтервал — 1,5;

•    відступ в абзацах — 1,25;

•    текст реферату необхідно друкувати, залишаючи поля таких розмірів: ліве — 25 мм, праве — 15 мм, верхнє — 20 мм, нижнє — 20 мм;

•    нумерувати сторінки зверху посередині;

•    обсяг реферату — 15-20 сторінок.

Це цікаво знати

•    Розвівши 1 мл чорнила віл води, а потім 1 мл цього розчину — в ще одному літрі води, ми отримаємо розведення в мільйон разів. Незважаючи на це, отриманий розчин буде мати цілком помітне забарвлення. Звідси випливає, що обсяг частинок чорнила набагато менший, ніж мільйонна частина мілілітра.

•    Молекули повітря в твоїй кімнаті мчать зі швидкістю приблизно півкілометра в секунду. Це становить близько 2000 км/год — швидше звуку! Тільки май на увазі, що ця швидкість середня, адже швидкості всіх молекул неоднакові.

•    Кристалічні тіла теж можуть мати плинність. Наприклад, гірські льодовики повільно стікають в долини. Плинність кристалів пояснюють дефектами їх кристалічної решітки.

•    Щоб метровий стовп води або спирту стиснути на 1 см, потрібно великий тиск близько 200 атмосфер. Але щоб так само стиснути стрижень з металу, потрібно тиск вже в 10 тисяч атмосфер!

•    Встановлено, що молекули води здійснюють близько 100 мільярдів перескоків в секунду.

•    Слово «газ» придумано вченими. Воно походить від грецького слова «хаос» — безлад. Видно натяк на характер руху частинок газу.

•    Літр повітря можна стиснути до обсягу наперстка.

•    Кожна молекула повітря відчуває ні багато ні мало чотири мільярди зіткнень в секунду зі своїми сусідками.

•    Із поверхні всіх водойм на Землі щодоби випаровується близько 7000 км³ води. Басейн з такою кількістю води мав би розміри 80x90 км за кілометра глибини!

•    Бурштин — це скам’яніла смола хвойних дерев, які росли на Землі сотні тисяч років тому. Електризація бурштину тертям була відома ще до нової ери.

•    1700 року англійцю Уоллу вперше вдалося отримати електричну іскру, яка з тріском проскочила між шматком бурштину і пальцем вченого.

•    Якщо досліди з бурштином проводити в темряві і тиші, то можна легко помітити маленькі іскорки і навіть почути їх тріск. Згадаймо, що різні іскрові явища ми відносимо до електричних явищ. Ось чому електрику назвали «бурштиновим» ім’ям.

•    Електризація тіл нам добре відома в побуті. За її вини дуже швидко притягують пил поліровані меблі і килими, липнуть до тіла синтетичні сорочки та сукні, «іскрять» кофти та светри.

•    Електризації піддаються всі тіла: великі і маленькі, тверді, рідкі та газоподібні, наприклад грозові хмари.

•    Електризація тіл тертям і індукцією — тільки два способи зробити тіло зарядженим. Електризація може відбуватися також за нагрівання тіла або вигину, під дією світла або рентгенівських променів.

•    Якщо атом збільшити так, щоб ядро прийняло розмір дрібної монети, то відстань між ядром і електронами стала б дорівнювати цілому кілометру.

•    Якби іони металу могли текти проводами, то отримали б не струм у проводі, а течію самого проводу (адже провід — це і є іони металу).

•    Іони рідин і газів, на відміну від іонів твердих тіл, рухливі. Завдяки цьому ми, наприклад, відчуваємо запах озону під час грози.

•    Дію струму на живі організми називають фізіологічною дією струму. Вона викликає скорочення м’язів і інші явища. У просторіччі іноді кажуть: «Вдарило струмом».

•    Вплив струму па організм людини може сприйматися не тільки як «удар». Наприклад, відвідуючи лікаря-фізіотерапевта і приймаючи процедуру електрофорез, ми відчуваємо шкірою печіння

1    поколювання.

•    Підраховано, що за сили струму в I А через металевий провідник щомиті проходить понад 6 тисяч мільйонів мільярдів електронів.

•    Напруга, яку вважають безпечною для людини в сухому приміщенні, становить до 36 В. Для вологого приміщення це значення опускається до 12 В.

•    У XIX сторіччі в якості лічильників електроенергії використовували ванночки з розчином мідного купоросу. Протікання струму викликало осідання міді на електродах. Відповідно до збільшення її маси і судили про кількість отриманої електрики.

•    1 кВттод електроенергії достатньо для випічки 36 кг хліба, видобутку ЗО кг нафти або 40 кг кам’яного вугілля, виробництва

2    кг паперу.

•    Опір провідника сильно залежить від температури. Наприклад, опір холодної праски — 10-20 Ом, а гарячої — близько 40-80 Ом.

•    Скляні балони ламп потужністю до 40 Вт не заповнюють газом, створюючи в них вакуум. Тому, щоб уповільнити випаровування вольфраму, температуру спіралі доводиться трохи знижувати. Через це світло лампи набуває неприємного жовтуватого відтінку.

 

СЛОВНИК ФІЗИЧНИХ ТЕРМІНІВ

Абсолютне видовження — величина, яку визначають різницею довжини зразка в кінцевому та початковому станах.

Абсолютний нуль — початок відліку абсолютної температури за термодинамічною шкалою Кельвіна; за шкалою Цельсія абсолютний нуль дорівнює -273,15 С.

Акумулятор — джерело струму періодичної дії, здатне накопичувати електричну енергію внаслідок пропускання крізь електроліт електричного струму. Акумулятори бувають кислотні та лужні.

Аморфний стан — твердий стан речовини, який характеризується ізотропією властивостей і відсутністю точки плавлення. З підвищенням температури аморфна речовина розм’якшується й переходить у рідкий стан поступово.

Ампер (1 А) — одиниця сили струму в СІ. Дорівнює силі постійного струму, який, протікаючи у двох паралельних прямолінійних провідниках нескінченної довжини, розташованих у вакуумі на відстані 1 м, викликає між ними силу взаємодії 2-10 ⁷H на кожній ділянці довжиною 1 м.

Амперметр — прилад для вимірювання сили струму. Амперметр вмикають послідовно з ділянкою кола, у якій вимірюють силу струму.

Броунівський рух — невпорядкований рух завислих маленьких частинок у рідині чи газі, викликаний зіткненнями з цими частинками молекул рідини або газу.

Вакансія — дефект кристалічних ґрат, у яких у певних вузлах відсутні структурні мікрочастинки.

Вакуум — простір, вільний від речовини; середовище, що містить газ, тиск якого набагато менший за атмосферний.

Ват (1 Вт) — одиниця потужності у системі СІ. Дорівнює потужності, за якої робота 1 Дж здійснюється за 1 с.

Ватметр — прилад, призначений для вимірювання потужності електричного струму.

Вольт (IB) — одиниця електричної напруги в СІ. Дорівнює електричній напрузі на ділянці електричного кола з постійним струмом силою IAi опором 1 Ом.

Вольтметр — прилад для вимірювання електричної напруги.

Взаємодія — дія тіл одне на одного, яке супроводжується змінами стану їх руху. Взаємодії поділяються на види: гравітаційні, електромагнітні, сильні та слабкі.

Випаровування — процес переходу рідини у газовий стан.

Власна провідність напівпровідників — це провідність хімічно чистих напівпровідників.

Газ — агрегатний стан речовини, в якому вона не здатна зберігати аиі форми, ані об'єму. Характеризується слабкою взаємодією частинок речовини між собою.

Гальванічний елемент — джерело струму, в якому енергія хімічної реакції перетворюється на енергію електричного поля.

Гальванометр — прилад для вимірювання малих струмів і кількостей електрики.

Градус Цельсія (1 °С) — позасистемна одиниця температури. Названа на честь шведського астронома А. Цельсія.

Двигун — машина для перетворення різних видів енергії в механічну енергію.

Деформація — будь-які зміни форми та об’єму' тіла.

Джерело струму — пристрій, призначений для створення та підтримування електричного поля всередині провідника.

Джоуль (1 Дж) — одиниця роботи в СІ. 1 Дж — це робота, яку виконує сила I H під час переміщення тіла на 1 м у напрямку дії сили.

Дифузія — явище самовільного змішування речовин внаслідок взаємного проникнення молекул однієї речовини у міжмолекулярні проміжки іншої.

Діелектрик — речовина, яка не здатна проводити електричний струм. Це речовина, в якій відсутні вільні заряди.

Діод напівпровідниковий — кристал з електронно-дірковим переходом, до протилежних областей якого під’єднані контакти для ввімкнення в коло.

Дірка — умовна позитивно заряджена частинка (квазічастинка) у напівпровіднику, відповідає відсутності електрона у ковалентному зв’язку.

Домішка акцепторна — домішка з меншою валентністю, здатна легко приймати електрони. Наявність акцепторної домішки у напівпровіднику приводить до того, що кількість дірок у кристалі набагато перевищує кількість вільних електронів, тому в такому напівпровіднику дірки є основними носіями заряду. Кристал з акцепторною домішкою називають напівпровідником р-типу.

Домішка допорпа — домішка з більшою валентністю, здатна легко віддавати електрони. Якщо у напівпровіднику присутня донорна домішка, кількість вільних електронів набагато перевищує кількість дірок, отже, в такому кристалі вільні електрони є основними носіями заряду. Такий напівпровідник називають напівпровідником п-типу.

Домішкова провідність напівпровідників — провідність, зумовлена наявністю домішок у напівпровідниковому кристалі.

Дуговий розряд — самостійний електричний розряд у газі, що виникає за великої густини електричного струму. Дуговий розряд існує за незначної напруги (30/100 В) внаслідок інтенсивної емісії термоелектронного розжареного катода (температура понад 3000 К). Дуговий розряд використовують як сильні джерела світла (дугові лампи), у дугових печах для виплавляння металів, під час електрозварювання.

Електризація — процес, у результаті якого тіло набуває електричного заряду.

Електричне коло — джерело струму, з’єднане провідниками з різними електроприладами та споживачами електричної енергії.

Електричне поле — особливий вид матерії, який не сприймається органами чуття і здійснює взаємодію між електричними зарядами.

Електричний заряд — фізична величина, яка характеризує властивість тіл вступати в електромагнітні взаємодії.

Електричний опір — фізична величина, що характеризує протидію провідника чи електричного кола електричному струмові.

Електричний розряд (у газі) — проходження електричного струму в газовому середовищі. Оскільки гази за звичайних умов є діелектриками, то, щоб вони стали електропровідниками, їх потрібно іонізувати. Якщо електричний розряд відбувається лише під дією стороннього чинника іонізації — іонізатора, то його називають несамостійним.

Електричний струм — впорядкований рух заряджених частинок.

Електроліз — проходження струму через розчин електроліту, яке супроводжується виділенням речовин на електродах.

Електроліт — речовина, розчин або розплав якого проводить електричний струм.

Електролітична дисоціація — розпад молекул електролітів (наприклад, кислот, лугів, солей) на позитивні та негативні іони під дією електричного поля молекул розчинника.

Електролюмінісценція — випромінювання тіла, викликане електричним полем.

Електрометр — прилад для виявлення та вимірювання електричного заряду. Електрометр складається з металевого стержня та стрілки, що обертається навколо горизонтальної осі. Стержень і стрілка вміщені в металевий корпус циліндричної форми, закритий склом.

Електрон — елементарна частинка, яка є носієм найменшого заряду у природі е = 1,6-10 ¹⁹Кл.

Енергія — фізична величина, що характеризує здатність тіла чи системи тіл здійснювати роботу під час зміни свого стану.

Закон збереження енергії — енергія у природі нікуди не зникає й не виникає з нічого, вона тільки переходить від одного тіла до іншого і з одного виду в інший, у рівних кількостях.

Замкнута система — система, на яку не діють зовнішні сили.

Заряд вільний — заряджена частинка, здатна вільно переміщуватися у всьому об’ємі наданого середовища.

Заряд елементарний — найменший електричний заряд, що існує у природі. Носієм елементарного заряду є електрон, заряд якого е = 1,6-10^_19Кл.

Заряд точковий — заряди тіл, які взаємодіють між собою на відстанях, набагато більших, ніж їх геометричні розміри.

Іскровий (газовий) розряд — розряд, який виникає, якщо джерело струму не здатне підтримувати самостійний газовий розряд протягом тривалого часу.

Іон — атом, який втратив або набув зайвих електронів.

Іонізація — процес відокремлення електронів від молекул газу, в результаті якого в ньому утворюються вільні носії заряду — іони та електрони.

Калориметр — прилад для вимірювання кількості теплоти, яка виділяється чи поглинається під час якогось фізичного, хімічного чи біологічного процесу.

Кипіння — процес пароутворення як з усього об’єму рідини, так і з її поверхні за постійної температури.

Кількість теплоти — енергія, яку тіло віддало чи отримало під час теплопередачі.

Коронний розряд — форма самостійного газового розряду, який виникає в сильно неоднорідних електричних полях.

Кристалізація — процес переходу рідини з рідкого у твердий кристалічний стан.

Кристалічні ґрати — просторове періодичне розташування атомів та іонів у кристалі.

Кулон — одиниця вимірювання електричного заряду. 1 Кл — це кількість електрики, яка проходить крізь поперечний переріз провідника за 1 с за сили струму 1 А.

Матеріальна точка — тіло, розмірами та формою якого в умовах даної задачі можна знехтувати.

Міжнародна система одиниць (СІ) — система одиниць фізичних величин, прийнята XI Генеральною конференцією з мір і вати 1960 р. Міжнародну систему одиниць було розроблено, щоб замінити складну сукупність систем одиниць і окремих позасистемних одиниць, які склалися на основі метричної системи мір, і спростити користування одиницями. Основними одиницями вимірювання фізичних величин у CI є метр M (м), кілограм (кг), секунда (с), ампер (А), кельвін (К), моль (моль), кандела (кд) і дві додаткові одиниці: радіан (рад) і стерадіан (ср). Перевагами CI є її універсальність (охоплює всі галузі науки і техніки) й узгодженість похідних одиниць, які утворюються за рівняннями, що не містять коефіцієнтів пропорційності.

Молекула — найменша структурна частина речовини, яка складається з атомів одного чи кількох видів і є носієм основних хімічних властивостей даної речовини.

Монокристал — кристал, який має макроскопічно впорядковані кристалічні ґрати.

Надпровідник — речовина, в якої за температури, яка нижча за деяку характерну для даної речовини, електричний опір дорівнює нулю.

Надпровідність — явище повної втрати металом електричного опору за характерної для нього температури.

Напівпровідник — речовина, яка за певних умов проводить електричний струм, а за інших — ні. Провідність напівпровідників залежить значним чином від таких факторів, як температура, освітленість, наявність домішок.

Напруга — фізична величина, яку визначають роботою сил електростатичного поля по переміщенню одиничного позитивного заряду між даними двома точками.

Несамостійний газовий розряд — явище протікання електричного струму через газ, яке спостерігають тільки під дією іонізаторів.

Нормальні умови — стандартні фізичні умови, які характеризуються тиском р = 101325 Па (760 мм рт. ст.) і температурою T = 273,15 K (I K = 0 °С).

Ом (1 Ом) — одиниця вимірювання електричного опору. Опір провідника дорівнює 1 Ом, якщо за різниці потенціалів на його кінцях, рівній 1 В, сила струму в ньому дорівнює 1 А.

Омметр — прилад, призначений для вимірювання електричного опору.

Опір провідника — фізична величина, яка характеризує властивість провідника чинити опір струму, який ним проходить. Опір провідника залежить від його розмірів, роду речовини, температури.

Паралельне з’єднання провідників — з’єднання провідників, за якого початки усіх провідників збираються в один вузол, а кінці — у другий вузол, а вузли вмикають в коло.

Пароутворення — процес, у результаті якого речовина переходить з рідкого стану в газовий.

Питома теплоємність — величина, яку визначають кількістю теплоти, яка необхідна для того, щоб змінити температуру 1 кг даної речовини на I К.

Питома теплота згоряння палива — величина, яку визначають кількістю теплоти, яка виділяється за повного згоряння 1 кг даного виду палива.

Питома теплота плавлення — величина яку визначають кількістю теплоти, яка необхідна для того, щоб розплавити 1 кг даної речовини за температури плавлення.

Плавлення — перехід твердої кристалічної речовини в рідкий стан, який відбувається з поглинанням теплоти. Характеризується температурою плавлення, яка залежить від природи речовини і тиску, і питомою теплотою плавлення.

Послідовне з’єднання провідників — з’єднання, за якого кінець одного провідника приєднують до початку другого провідника.

Потужність — робота, яка виконується за одиницю часу.

Провідник — 1. Тіло, здатне проводити електричний струм. 2. Речовина, яка містить вільні заряджені частинки. 3. Відрізок дроту для з’єднання елементів електричного кола.

Променевий теплообмін — теплообмін, який здійснюється тілами за рахунок випромінювання частини своєї внутрішньої енергії та перетворення поглинутої енергії у внутрішню.

Рекомбінація — об’єднання іонів різного знака в нейтральні молекули — процес, протилежний дисоціації.

Рідина — агрегатний стан речовини, в якому вона здатна зберігати свій об’єм, але не зберігає форми.

Рух тепловий — безперервний невпорядкований рух частинок речовини.

Самостійний газовий розряд — розряд у газах, який не припиняється після припинення дії зовнішнього іонізатора.

Сила струму — фізична величина, яку визначають зарядом, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу.

Тверде тіло — агрегатний стан речовини, який характеризується сталістю форми та характером руху атомів, які здійснюють малі коливання навколо положення рівноваги.

Температура кипіння — температура, за якої відбувається кипіння рідини, що знаходиться за сталого тиску.

Температура плавлення — температура, за якої кристалічне тверде тіло переходить у рідкий стан.

Теплове розширення — зміна розмірів тіла у процесі його нагрівання.

Теплообмін (теплопередача) — процес передачі енергії без виконання механічної роботи.

Теплопровідність — передача теплоти від більш нагрітих ділянок тіла до менш нагрітих завдяки взаємодії теплопровідності частинок речовини; вид теплопередачі, за якої передача внутрішньої енергії від одних до інших відбувається під час їх контакту й зумовлена взаємодією атомів і молекул.

Термометр — прилад для вимірювання температури. В оспову роботи термометра покладено залежність якоїсь характеристики речовини від температури (об’єму, опору тощо).

Тліючий розряд — один із видів самостійного розряду, в якому катод випускає електрони внаслідок його бомбардування позитивними іонами й за рахунок фотоемісії.

Фотоелемент — прилад, який перетворює енергію світла в енергію електричного струму.

Шкала Цельсія — температурна шкала, в якій інтервал між температурами танення льоду і кипіння води при нормальному атмосферному тиску поділений на 100 рівних частин.

Предметно-іменний покажчик

 

 

 

 

Шановні друзі!

Розум полягає не тільки в знаннях, але й в умінні їх використовувати. Сподіваємось, що знаннями здобутими із підручника «Фізика-8» ви скористаєтеся у своєму житті.

Наступного навчального року ви продовжите вивчення електрики: узнаєте, що таке магнітне поле, що є джерелом і як його використовують. Ви ознайомитеся із світловими явищами та хвильовими процесами, з фізикою атома та атомного ядра.

До зустрічі на сторінках підручника «Фізика — 9»!

ДОДАТОК

Для тих, хто хоче знати більше

Фізика і біологія

Фізика — шлях до розуміння явищ як неживої, так і живої природи. Вона основа техніки, але, з іншого боку, широко використовується для розуміння досліджень в біології і допомагає зрозуміти особливості будови і життєдіяльності біологічних об’єктів.

Усі природничі науки використовують фізичні закони: природознавство, біологія, хімія, географія, астрономія для пояснення багатьох явищ природи не можуть обійтися без законів фізики. У наш час біоніка і біофізика — сучасні науки, які об’єднують досягнення сучасної біології і фізики для пояснення багатьох біофізичних явищ і процесів, використання їх на користь людини.

Теплові явища й елементи біофізики

Пристосування тварин до різної температури

Через властивості цитоплазми клітин усі живі організми можуть жити в діапазоні температур від 0 до 50 °С. Саме в таких межах панує температура у більшості місць на поверхні нашої планети. Але деякі види організмів пристосовуються до екстремальних температур і витримують їх довгий час.

 

•    Синьо-зелені водорості широко поширені в природі. їх можна зустріти масами у всіляких водних басейнах або на берегах біля води, на мілинах, на сирих скелях тощо. Особливо водорості розповсюджені у воді, багатій на домішки органічних речовин.

 

Причина полягає в тому, що вони, окрім поглинання вуглекислоти, води, сонячного світла і мінеральних речовин, охоче «харчуються» продуктами гниття або розпаду інших організмів.

Надзвичайно витривалі синьо-зелені водорості і до температури. Зустрічаючись в полярних холодних водах, вони також живуть у джерелах з температурою води вище за 85 °С.

•    Основні види амеб живуть у прісноводних річках і ставках. Але є види, які мешкають на дні солоних водойм, у вологій землі та їжі.

Амеба уникає яскравого світла, дуже гарячої або холодної води. Але зустрічаються мушлеві амеби, що живуть за температури 58 °С.

 

 

•    У високогір’ї підняті над землею частини рослин використовуються комахами як місце для годівлі або розмноження. Типові грунтові тварини в цій зоні відсутні, оскільки тонкий шар кам’янистого грунту без гумусового горизонту містить мало відмерлих органічних речовин. Тут можуть прогодуватися лише кліщі, ногохвостки, які мешкають за температури -10 °С.

Полярні води в умовах температури 0 ⁰C населені багатою і різновидною фауною, яка живиться водоростями.

Для того, щоб в умовах холоду зберегти температуру тіла сталою, тварини мають або

збільшити генерування організмом тепла, або зменшити його витрати. Це досягається різними способами, передусім, завдяки захисному шару з малою теплопровідністю (шерсть, пір’я, жировий шар). Хутряне покриття тіла тварини також затримує конвекційні потоки, сповільнює випаровування і випромінювання.

 

•    Завдяки хутряному покрову їздова собака на півночі може спати на снігу за температури -50 °С.

•    Кити, тюлені, моржі мають голу шкіру, але під шкірою є товстий шар жиру, який добре утримує тепло; жирові запаси імператорського пінгвіна сягають 10-15 кг за маси тіла 35 кг.

•    Кінцівки лап і кінчик носа не можуть бути покриті хутром або пір’ям чи жиром, тому для збереження тепла в них зберігається завдяки розвиненої системи кров’яних судин.

•    Вуха, хвіст і лапи у тварин коротші в тій місцевості, де холодніше.

•    Багато тварин рятуються від холоду взимку сплячкою. Температура тіла під час зимового сну у тварин за рахунок сповільнення обмінних процесів може знизитися до 0 ⁰C (бабаки, соні, бурі ведмеді, кажани).

Пристосування рослин до різної температури

Рослини пристосовуються до виживання в місцевостях з різною температурою і кількістю вологи в ґрунті.

•    У рослин в сухій місцевості краще розвинута коренева система і менша площа листя.

•    Рослини у вологих затінених тропічних лісах мають листя тонке і широке, в них слабо розвинена коренева система.

•    Кактуси в пустелях мають товсті м’ясисті зелені стовбури і колючки замість листя. Тому навіть у велику спеку випаровування з поверхні кактусів дуже мале.

•    Для захисту від перегрівання і для зменшення інтенсивності випаровування у деяких рослин засушливих місцевостей листя покрите густим шаром світлих волосків.

Це цікаво знати

• Розвівши 1 мл чорнила віл води, а потім 1 мл цього розчину — в ще одному літрі води, ми отримаємо розведення в мільйон разів. Незважаючи на це, отриманий розчин буде мати цілком помітне забарвлення. Звідси випливає, що обсяг частинок чорнила набагато менший, ніж мільйонна частина мілілітра.

Рослина-компас

Це цікава рослина (сільфіум), яка пристосувалася до життя в преріях Північної Америки. Листя цієї рослини розміщене так, що один бік направлений на схід, а інший на захід. Мисливці прерій можуть орієнтуватися в сторонах горизонту за листям цієї рослини-компаса. Але для самої рослини таке розміщення листя дає великі переваги. Вранці і ввечері, коли буває прохолодно і мало світла, листки добре освітлюються, але при цьому мало нагріваються і випаровують мало вологи, в полудень також нагрівання і випаровування відносно невелике.

Бджолиний вулик і теплотехніка

В усіх куточках Землі будова бджолиних гнізд однакова: зверху донизу спускаються прикріплені до стелі соти. Ці соти являють собою дивну теплотехнічну споруду. Соти надійно покриті бджолиним клеєм і воском, у вулику закриваються всі щілини і тріщини. Тепло, яке виділяється бджолами, використовується повністю. На краях вулика температура нижча, ніж всередині. Ці місця займають соти з медом. Теплопровідність воску і меду мала, тому в центрі вулика підтримується температура, необхідна для розвитку яєць, личинок, лялечок.

Різниця в температурах країв і центра вулика забезпечує його вентиляцію завдяки конвекції. Крім того, в бджолиній родині є група бджіл-вентиляторів, які розміщуються рядами і махають крилами, сидячи на місці. Ці бджоли створюють повітряні струмені, достатні для вентиляції вулика.

Тварини та електрика

•    Із 20 тисяч відомих сьогодні риб 300 можуть генерувати електрику. Так, наприклад, електричний скат може створювати напругу до 400 В і силу струму 60 А!

•    Чому птахи спокійно сидять на високовольтних проводах? TLto птаха являє собою розгалуження кола, опір якого набагато більший порівняно з опором шматка проводу між лапками птаха. Тому сила струму, який проходить через тіло птаха, є дуже малою. Але якщо птах випадково хвостом або крилом доторкнеться до стовпа та в такий спосіб з’єднається із землею, його відразу буде вбито струмом.

Навчальне видання

СЕРДЮЧЕНКО Валентина Григорівна БОЙЧЕНКО Артем Михайлович

ФІЗИКА

Підручник для 8 класу загальноосвітніх навчальних закладів

Редактори_

Художнє оформлення_

Художник обкладинки_

Комп’ютерна верстка_

Коректор_

Підписано до друку_. Формат 70x100/16. Папір офсеть

Гарнітура шкільна. Друк офсетний. Ум. друк. арк._. Обл.-вид.

Наклад_пр.

¹

Як розрахувати теплове об'ємне розширення рідини? Вивід формули для розрахунку теплового об’ємного розширення рідини виконують із таких самих міркувань, як і для роз-

²

•    Залежно від умов, одна і та сама речовина може знаходитись в різних агрегатних станах: твердому, рідкому, газоподібному. Тверді тіла можуть бути кристалічними або аморфними. Перехід кристалічного тіла в рідину називають плавленням, а зворотний процес — кристалізацією. Плавлення і кристалізація відбуваються за незмінних температур.

³

   Кількість теплоти, необхідна для повного розплавлення 1 кг кристалічної речовини за незмінної температури, називають питомою теплотою плавлення і тверднення — λ; одиниця питомої теплоти плавлення — джоуль на кілограм (1 Дж/кг). Для кристалічного тіла маси т, що плавиться (тверд-

⁴

•    За контакту двох тіл можливе явище електризації, в результаті якого тіла можуть притягувати до себе інші легші тіла.

•    За електризації електричний заряд отримують обидва тіла: одне — негативний заряд, а друге — позитивний.

•    Електричний заряд — це фізична величина, яка визначає інтенсивність електричної взаємодії: притягувати або відштовхувати від себе інші заряди. Електричний заряд позначається буквою q. Одиниця електричного заряду кулон (1 Кл).

•    Однойменні заряди відштовхуються, а протилежні заряди притягуються.

•    Електризацію тіл можна вивчати дослідно за допомогою електроскопа та електрометра.

•    Речовини, які проводять електричні заряди, називають провідниками електрики, а речовини, які не проводять електричні заряди, — ізоляторами (діелектриками).

⁵

1*. Є заряджений електроскоп. Як визначити знак його заряду? Які додаткові предмети потрібні для цього?

2*. Є скляна паличка і шовкова тканина. Що потрібно зробити, щоб ними позитивно зарядити електроскоп? А негативно?

З*. Чому порошинки і нитки липнуть до одягу, коли його чистиш щіткою?

4**. Металевій кульці надали позитивного заряду. Що відбулося з масою цієї кульки?

5**. Якщо покласти на стіл дрібні клаптики паперу і піднести до них наелектризований предмет, то клаптики спочатку притягнуться до предмета, а потім відштовхнуться. Чому?

б**. Проведи дослід: підвісь гребінець на шовковій нитці. Наелектризуй його тертям вовняною тканиною. Піднеси до гребінця руку — гребінець рухатиметься за рукою. Чому?

7***. На якій відстані один від одного заряди 1 мкКл і 10 нКл взаємодіють із силою 9 мН?

8***. У скільки разів треба змінити відстань між зарядами при збільшенні одного з них у 4 рази, щоб сила взаємодії залишилася незмінною?

9***. Дві кульки розташовані на відстані 10 см одна від одної. Вони мають однакові негативні заряди і взаємодіють із силою 0,23 мН. Знайди число надлишкових електронів на кожній кульці.

Орієнтовні теми навчальних проектів до розділу З

1.    Електростатична індукція

2.    Електростатичний захист

3.    Електричне поле як особливий вид матерії

4.    Матеріальність світу

δ. Речовина і поле — два види матерії

⁶

   Сила струму на ділянці кола прямо пропорційна прикладеній напрузі і обернено пропорційна опору ділянки.

•    Закон Ома відкритий експериментально.

•    Знаючи закон Ома, можна знайти опір ділянки кола або напругу на ній:

U = IR_i

⁷

   Необхідно знати, яких заходів вжити за ураження людини електричним струмом.

 

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Сердюченко