2. а) Почему вода в море нагревается солнечными лучами медленнее, чем суша (см. рисунок)? б) Стальную деталь массой 300 г нагрели до высокой температуры, а затем погрузили для закалки в 3 кг машинного масла, имеющего температуру 10 °C. Определите начальную температуру детали, если температура при установившемся тепловом равновесии была 30 °C.

а) У воды удельная теплоёмкость больше, чем у почвы и горных пород суши. Поэтому для повышения температуры одинаковой массы воды на столько же градусов требуется больше теплоты. Кроме того, вода перемешивается, и часть полученной энергии расходуется на испарение.

б) Примем по таблице удельные теплоёмкости машинного масла и стали: 1700 Дж/(кг·°C) и 500 Дж/(кг·°C) соответственно.

1. Запишем тепловой баланс: теплота, отданная стальной деталью, равна теплоте, полученной маслом: m_стc_ст(T_нач−30)=m_мc_м(30−10).
2. Выразим начальную температуру детали: T_нач=30+\(\frac{m_мc_м(30−10)}{m_стc_ст}\).
3. Подставим массы в килограммах: T_нач=30+\(\frac{3\cdot1700\cdot20}{0.3\cdot500}\)=710 °C.

Ответ: начальная температура детали — 710 °C.