Достаточный уровень. 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 выше, чем у большинства видов суши: для одинакового нагревания одного и того же количества вещества воде требуется больше энергии. Кроме того, солнечное тепло перемешивается и распределяется в более глубоких слоях воды, а испарение уносит часть энергии. Поэтому поверхность моря нагревается медленнее.

б) Принимаем, что теплообмена с окружающей средой нет. Используем табличные значения: удельная теплоёмкость стали — 500 Дж/(кг·°C), машинного масла — около 1700 Дж/(кг·°C).

1. Масса детали: \(0.300\) кг. Масло нагрелось на \(30-10=20\ ^\circ\mathrm{C}\).
2. Теплота, полученная маслом: \(Q_{м}=1700\cdot3\cdot20=102000\) Дж.
3. Деталь отдала такое же количество теплоты: \(500\cdot0.300\cdot(t-30)=102000\).
4. Отсюда \(t-30=680\), значит, \(t=710\ ^\circ\mathrm{C}\).

Ответ: начальная температура детали — примерно 710 °C.