Внутренняя… — Задание Физика 8 Класс №00049213

Раскалённый резец отдаёт теплоту тому, что его окружает. Сравним три среды по двум вопросам: сколько теплоты среда может забрать и как быстро теплота уходит от поверхности металла.

Начнём с воздуха. Литр воздуха весит всего около $1{,}3$ г. Удельная теплоёмкость воздуха $1000$ Дж/(кг·°С). Чтобы нагреть этот литр на один градус, нужно:

$$1000\cdot 0{,}0013=1{,}3\text{ Дж}$$

Литр воды весит $1$ кг, а удельная теплоёмкость воды $4200$ Дж/(кг·°С). На тот же градус он забирает $4200$ Дж:

$$\dfrac{4200}{1{,}3}\approx 3200$$

Выходит, что литр воды забирает примерно в $3200$ раз больше теплоты, чем литр воздуха. Поэтому на воздухе инструмент остывает медленнее всего.

Теперь вода и масло. Обе среды жидкие и плотно окружают деталь. У масла удельная теплоёмкость около $1700$ Дж/(кг·°С), то есть меньше, чем у воды, и теплоту масло проводит хуже. К тому же вода у раскалённой стали кипит: на превращение в пар уходит очень много теплоты, и пар уносит её с собой. Поэтому вода охлаждает быстрее масла.

Проверим себя на практике: мастера часто закаливают в масле как раз потому, что оно охлаждает мягче, и в стали не появляются трещины. Если бы масло было быстрее воды, такой приём не имел бы смысла.