4. До какой температуры нагреется стальная деталь массой mст = 1,5 кг при начальной её температуре t₀ = 25 °C, если было использовано 2,5 кг каменного угля?

Примем удельную теплоту сгорания каменного угля q = 2,7 · 10⁷ Дж/кг и удельную теплоёмкость стали c = 500 Дж/(кг·°C). Предполагаем, что вся теплота сгорания передаётся детали.

Теплота сгорания угля: Q = qm = 2,7 · 10⁷ · 2,5 = 6,75 · 10⁷ Дж.

Эта теплота идёт на нагрев стали: Q = c mст (t − t₀). Тогда t = t₀ + Q/(c mст).

t = 25 + (6,75 · 10⁷)/(500 · 1,5) = 25 + 90 000 = 90 025 °C.

Это формальный результат идеализированной модели: при такой температуре сталь не останется твёрдой, а реальные потери тепла и условия горения не учтены.

Ответ: по идеализированному расчёту — 90 025 °C.