3) Если нагревательный прибор вынуть из воды, предварительно при этом не выключив его из сети, то он быстро перегорает. Почему?

Краткое пояснение:

Причина перегорания:

• Отсутствие теплоотвода: Когда нагревательный элемент находится в воде, его основная функция — нагрев воды. Вода эффективно отводит тепло от спирали, поддерживая её температуру в допустимых пределах.
• Замыкание: Вода, особенно если она не дистиллированная, содержит примеси и ионы, делающие её проводником электричества. При вынимании прибора из воды, но оставлении его подключенным к сети, влага на поверхности спирали и контактах может создать проводящий мостик.
• Короткое замыкание: Этот проводящий мостик из воды замыкает электрическую цепь, приводя к резкому увеличению силы тока.
• Высокая температура: Вследствие короткого замыкания, которое происходит мгновенно, через спираль проходит очень большой ток. При этом отсутствует нормальный теплоотвод, так как прибор уже не находится в воде. Сопротивление спирали резко возрастает, что приводит к её мгновенному перегреву и перегоранию.
• Опасность: Повторять такой эксперимент категорически не рекомендуется из-за риска поражения электрическим током и повреждения прибора.

Итог: Перегорание происходит из-за мгновенного короткого замыкания, вызванного проводящими свойствами воды, при отсутствии адекватного теплоотвода.