а) Почему железные печи скорее нагревают комнату, чем кирпичные, но не так долго остаются тёплыми? 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 установлении теплового равновесия была 30 °C.

а) Железная печь быстро нагревается и передаёт тепло комнате, поскольку металл хорошо проводит тепло. Но масса железа и его теплоёмкость обычно меньше, чем у кирпичной кладки, поэтому печь запасает меньше энергии и быстрее остывает. Кирпич нагревается медленнее, зато долго отдаёт накопленное тепло.

б) Примем удельную теплоёмкость стали равной 500 Дж/(кг·°C), а машинного масла — 1700 Дж/(кг·°C). Считаем, что тепловые потери в окружающую среду отсутствуют.

1. Теплота, полученная маслом: Q_масла = c_маслаm_масла(30 − 10) = 1700 · 3 · 20 = 102 000 Дж.
2. Сталь отдала столько же теплоты: 500 · 0,3 · (T − 30) = 102 000.
3. T − 30 = 680, поэтому T = 710 °C.

Ответ: а) железо быстрее передаёт тепло, а кирпич лучше сохраняет его; б) начальная температура детали — 710 °C.