2. а) По куску свинца и куску стали той же массы ударили молотком одинаковое число раз. Какой кусок нагрелся больше? б) Стальную деталь массой 300 г нагрели до высокой температуры, а затем погрузили для закалки в 3 кг машинного масла, имеющего температуру 10 °C. Определить начальную температуру детали, если температура при установившемся тепловом равновесии была 30 °C.

а) При одинаковой переданной теплоте изменение температуры определяется формулой \(\Delta T=Q/(mc)\). Массы кусков одинаковы, а удельная теплоёмкость свинца меньше, чем стали, поэтому свинец нагреется сильнее (при предположении, что удары передают обоим кускам одинаковое количество энергии).

б) Считаем, что теплообмена с окружающей средой нет. Теплота, отданная сталью, равна теплоте, полученной маслом:

\(m_{\text{ст}}c_{\text{ст}}(T-30)=m_{\text{м}}c_{\text{м}}(30-10)\).

Берём табличные значения \(c_{\text{ст}}=500\) Дж/(кг·°C) и \(c_{\text{м}}=1700\) Дж/(кг·°C). Масса детали — 0,300 кг, масла — 3 кг.

\(0.300\cdot500\cdot(T-30)=3\cdot1700\cdot20\).

\(T-30=\frac{102000}{150}=680\), следовательно, \(T=710\) °C.

Ответ: начальная температура детали — 710 °C.

Результат зависит от принятых табличных значений удельной теплоёмкости; при иных значениях для машинного масла или стали ответ немного изменится.