8. а) Что эффективнее использовать в качестве грелки — 2 кг воды или 2 кг песка при той же температуре? б) Стальное изделие закалялось нагреванием до температуры 800 °C с последующим опусканием в масло массой 2 кг, взятое при температуре 10 °C. При этом масло нагрелось до температуры 40 °C. Найдите массу стального изделия, если при переносе в масло изделие охладилось на 20 °C. Удельная теплоёмкость масла 2100 Дж/(кг·°C).

а) Эффективнее использовать 2 кг воды: при одинаковом охлаждении она отдаёт больше теплоты, поскольку её удельная теплоёмкость значительно больше, чем у песка.

б) Считаем, что всё тепло, отданное сталью, получила только масло. Удельную теплоёмкость стали принимаем равной 500 Дж/(кг·°C).

1. После переноса температура стали стала \(800-20=780\ ^\circ\mathrm{C}\). Масло нагрелось от 10 °C до 40 °C.
2. Количество теплоты, полученное маслом: \(Q_{м}=m_{м}c_{м}(40-10)=2\cdot2100\cdot30=126000\) Дж.
3. Теплоотдача стали: \(Q_{ст}=m_{ст}c_{ст}(780-40)\).
4. Приравняем количества теплоты: \(126000=m_{ст}\cdot500\cdot740\), откуда \(m_{ст}=126000/370000\approx0.34\) кг.

Ответ: а) 2 кг воды; б) приблизительно 0,34 кг.