4. Сколько килограммов воды можно нагреть на 30 °C, если сжечь в спиртовке 21 грамм спирта? КПД спиртовки (с учетом потерь теплоты) равен 30%.

Дано: масса спирта — 21 г = 0,021 кг; изменение температуры воды — 30 °C; КПД спиртовки — 30% = 0,3. Удельная теплота сгорания спирта принимается равной 27 МДж/кг, удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг·°C).

Полезная теплота, переданная воде:

Q = ηqm_сп = 0,3 · 27 000 000 · 0,021 = 170 100 Дж.

Количество теплоты для нагревания воды: Q = cm_вΔt. Отсюда

m_в = Q/(cΔt) = 170 100/(4200 · 30) = 1,35 кг.

Ответ: 1,35 кг воды.