5. До какой температуры t₂ нагреется на спиртовке вода массой m₁ = 2 кг, температура которой t₁ = 14 °C, если на её нагревание пойдёт 60 % энергии, выделившейся при сгорании спирта массой m₂ = 20 г? Удельная теплота сгорания спирта q = 27,0 МДж/кг.

Дано: m₁ = 2 кг, t₁ = 14 °C, m₂ = 20 г = 0,020 кг, η = 60 % = 0,60, q = 27,0 МДж/кг = 27,0 · 10⁶ Дж/кг, c_воды = 4,2 · 10³ Дж/(кг·°C).

1. Находим энергию, переданную воде:

Q = ηm₂q = 0,60 · 0,020 · 27,0 · 10⁶ = 324 000 Дж.

2. По формуле нагревания Q = m₁c(t₂ − t₁) находим изменение температуры:

t₂ − t₁ = Q/(m₁c) = 324 000/(2 · 4,2 · 10³) ≈ 38,6 °C.

3. Находим конечную температуру:

t₂ = 14 + 38,6 ≈ 52,6 °C.

Ответ: вода нагреется примерно до 53 °C.