Для решения этой задачи мы воспользуемся законом сохранения энергии. Когда стальная деталь погружается в машинное масло, она передает часть своей внутренней энергии маслу, пока не достигнет теплового равновесия. В этом состоянии количество теплоты, переданное стальной деталью, равно количеству теплоты, полученному маслом.

Обозначим:

• m1 - масса стальной детали = 0.3 кг (300 г)
• c1 - удельная теплоемкость стали ≈ 460 Дж/(кг·°C)
• T1 - начальная температура стальной детали (неизвестна)
• m2 - масса машинного масла = 3 кг
• c2 - удельная теплоемкость машинного масла ≈ 2000 Дж/(кг·°C)
• T2 - начальная температура масла = 10 °C
• T3 - конечная температура (температура равновесия) = 30 °C

По закону сохранения энергии мы можем записать уравнение:

Количество теплоты, отданное стальной деталью = Количество теплоты, полученное маслом

Это можно записать как:

m1 * c1 * (T1 - T3) = m2 * c2 * (T3 - T2)

Теперь подставим известные значения:

1. m1 = 0.3 кг
2. c1 = 460 Дж/(кг·°C)
3. T3 = 30 °C
4. m2 = 3 кг
5. c2 = 2000 Дж/(кг·°C)
6. T2 = 10 °C

Подставим данные в уравнение:

0.3 * 460 * (T1 - 30) = 3 * 2000 * (30 - 10)

Упростим правую часть уравнения:

3 * 2000 * 20 = 120000 Дж

Теперь у нас есть:

0.3 * 460 * (T1 - 30) = 120000

Упростим левую часть:

0.3 * 460 = 138

Теперь уравнение выглядит так:

138 * (T1 - 30) = 120000

Разделим обе стороны на 138:

T1 - 30 = 120000 / 138

Вычислим 120000 / 138:

T1 - 30 ≈ 869.57

Теперь добавим 30 к обеим сторонам:

T1 ≈ 869.57 + 30

T1 ≈ 899.57 °C

Таким образом, начальная температура стальной детали составляет примерно 900 °C.