Задание 4. Какой объём нефти надо сжечь, чтобы расплавить стальной кубик со стороной 0,4 м при температуре 1500 °C?

Предположим, что сталь уже нагрета до температуры плавления 1500 °C, а вся теплота сгорания нефти передаётся кубику. Примем \(\rho_{\text{стали}}=7800\text{ кг/м}^3\), \(\lambda_{\text{стали}}=2.7\cdot10^5\text{ Дж/кг}\), удельную теплоту сгорания нефти \(q=4.4\cdot10^7\text{ Дж/кг}\) и плотность нефти \(\rho_{\text{нефти}}=900\text{ кг/м}^3\).

1. Объём куба: \(V_{\text{куба}}=0.4^3=0.064\text{ м}^3\).

2. Масса стали: \(m=7800\cdot0.064=499.2\text{ кг}\).

3. Теплота плавления: \(Q=\lambda m=2.7\cdot10^5\cdot499.2=1.34784\cdot10^8\text{ Дж}\).

4. Масса нефти: \(m_{\text{нефти}}=Q/q\approx3.06\text{ кг}\). Тогда её объём \(V=m_{\text{нефти}}/\rho_{\text{нефти}}\approx0.00341\text{ м}^3\).

Ответ: примерно 0.0034 м³, или 3.4 л нефти.

Это идеальная оценка: при потерях тепла нефти потребуется больше. Если кубик сначала нужно нагреть, необходимы его начальная температура и соответствующие данные для расчёта.