3. КПД спиртовки 40%. Сколько нужно сжечь спирта, чтобы полностью испарить 1 л воды, у которой начальная температура 25 °C? Ответ округлите до сотых.

Дано: \(\eta=40\%=0.40\); объём воды 1 л, поэтому масса \(m_{\text{в}}=1\) кг; начальная температура 25 °C. Примем атмосферное давление, температуру кипения воды 100 °C, удельную теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C), удельную теплоту парообразования 2,3·10⁶ Дж/кг и удельную теплоту сгорания спирта 27·10⁶ Дж/кг.

1. Нагрев воды до кипения требует \(Q_1=m_{\text{в}}c(100-25)=1\cdot4200\cdot75=315000\) Дж.
2. На испарение воды требуется \(Q_2=m_{\text{в}}L=1\cdot2.3\cdot10^6=2300000\) Дж.
3. Полезная теплота: \(Q=Q_1+Q_2=2615000\) Дж. С учётом КПД спиртовка должна выделить \(Q_{\text{топл}}=Q/\eta=2615000/0.40=6537500\) Дж.
4. Масса спирта: \(m_{\text{сп}}=Q_{\text{топл}}/q=6537500/(27\cdot10^6)\approx0.242\) кг.
5. Округляем до сотых: \(0.242\) кг ≈ 0,24 кг.

Ответ: нужно сжечь 0,24 кг спирта.