1 вариант. Сколько спирта надо сжечь, чтобы нагреть воду объёмом 2 л от 14 °C до 50 °C в стеклянной колбе массой 0,5 кг? Потерями тепла можно пренебречь. Удельная теплота сгорания спирта — 2,9·10⁷ Дж/кг, удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг·°C), удельная теплоёмкость стекла — 800 Дж/(кг·°C).

Дано: объём воды — 2 л; начальная температура — 14 °C; конечная температура — 50 °C; масса колбы — 0,5 кг; удельная теплота сгорания спирта — 2,9·10⁷ Дж/кг; удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг·°C); удельная теплоёмкость стекла — 800 Дж/(кг·°C). Плотность воды принимаем равной 1 кг/л, поэтому масса воды — 2 кг.

1. Находим изменение температуры: Δt = 50 − 14 = 36 °C.

2. Теплота, необходимая для нагрева воды: Q_в = c_вm_вΔt = 4200 · 2 · 36 = 302 400 Дж.

3. Теплота, необходимая для нагрева стеклянной колбы: Q_с = c_сm_сΔt = 800 · 0,5 · 36 = 14 400 Дж.

4. Общая теплота равна сумме: Q = 302 400 + 14 400 = 316 800 Дж.

5. При полном сгорании спирта Q = qm, откуда m = Q/q = 316 800 / (2,9·10⁷) ≈ 0,0109 кг = 10,9 г.

Ответ: нужно сжечь примерно 11 г спирта.