Где нагретые металлические детали охлаждаются быстрее: на воздухе или в воде той же температуры, что и воздух?

Ответ: В воде.

Теплопроводность воды значительно выше, чем воздуха, поэтому металл в воде будет быстрее отдавать тепло и, следовательно, быстрее охлаждаться.