3. Сколько граммов керосина нужно сжечь, чтобы довести до кипения 4 л воды, если начальная температура воды 20°C и 25% энергии затрачено непроизводительно?

Дано: объём воды — 4 л; начальная температура — 20°C; температура кипения — 100°C; непроизводительные затраты энергии — 25%. Примем плотность воды равной 1 кг/л, удельную теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг·°C), удельную теплоту сгорания керосина — \(4.6 \cdot 10^7\) Дж/кг.

Масса воды: \(m_в = 4\) кг. Изменение температуры: \(\Delta t = 100 - 20 = 80\) °C.

Количество теплоты, необходимое воде: \(Q_в = c_в m_в \Delta t = 4200 \cdot 4 \cdot 80 = 1344000\) Дж.

Полезно используется 75% энергии керосина, поэтому необходимая энергия топлива: \(Q_т = \dfrac{Q_в}{0.75} = 1792000\) Дж.

Масса керосина: \(m_т = \dfrac{Q_т}{q} = \dfrac{1792000}{4.6 \cdot 10^7} \approx 0.03896\) кг \(= 38.96\) г.

Ответ: примерно 39 г керосина.