A híres japán szamurájkard, a katana kb. $40\ \mathrm{uncia}$ tömegű $(1\ \mathrm{uncia} = 28,35\ \mathrm{gramm})$. Egy kicsi acéltömbből kovácsolják úgy, hogy tűzben felhevítés után erős kalapálással hosszúkás téglatestté lapítják, majd félbe hajtják (hasonlóan ahhoz, ahogy a leveles tészta készül). A folyamatot sokszor (8‑16 alkalommal) ismételve a kard anyaga igen sok vékony rétegből áll, ettől lesz meg a legendás rugalmassága, hogy ne törjön el egy nagy kardütés elhárításakor sem. Ugyanakkor a rétegek belsejében az anyag igen kemény, így nem is csorbul ki.
a) Hány $\mathrm{joule}$ energiát vesz fel a katana kiindulásául szolgáló acéltömb a kemencében, miközben \(20\ \mathrm{{}^\circ C}\) hőmérsékletről a kovácsoláshoz ideális \(900\ \mathrm{{}^\circ C}\) hőmérsékletre hevül? A magas széntartalmú acél fajhője \(c_a=490\ \mathrm{\displaystyle \frac{J}{kg\cdot {}^\circ C}}\).
$488\ 980,8\ \mathrm{J}$
b) Hány kg fa elégetésével szabadítható fel ennyi energia? A száraz fa égéshője kb. \(\displaystyle 20\ \mathrm{\frac{MJ}{kg}}\).
$0,02445\ \mathrm{kg}$
A számítás során nem vettük figyelembe, hogy a fa elégetésekor felszabaduló hőnek csak a kisebbik része fog az acélba jutni, a nagyobbik része a kovácsműhelyt melegíti, a kéményen kiszáll stb.