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

Работа нагревателя воды рассчитана на интенсивный теплоотвод, который обеспечивается водой.

Воздух проводит тепло намного хуже воды. Электрический ток, проходя по нагревателю, от которого не отводится тепло, рано или поздно разогреет его до температуры, при которой нагревательный элемент перегорает.