6. Чтобы довести на бензиновом примусе до кипения воду в полном трёхлитровом котелке, туристы сожгли 100 г бензина. Начальная температура воды 20 °C. а) Какое количество теплоты сообщили воде в котелке, чтобы довести её до кипения? б) Какое количество теплоты выделилось при сгорании 100 г бензина? в) Какую часть количества теплоты, выделившегося при сгорании бензина, составляет количество теплоты, переданное воде в котелке? г) Чему равен КПД примуса?

Дано: объём воды 3 л, масса бензина 100 г = 0,1 кг, начальная температура воды 20 °C. Используем плотность воды 1 кг/л, удельную теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C), удельную теплоту сгорания бензина 4,6·10⁷ Дж/кг. Температура кипения воды — 100 °C.

1. Масса воды: m = 3 кг. Разность температур: Δt = 100 − 20 = 80 °C.

2. Количество теплоты, переданное воде: Q_в = cmΔt = 4200 · 3 · 80 = 1 008 000 Дж ≈ 1,01 МДж.

3. Количество теплоты, выделившееся при сгорании бензина: Q_т = qm = 4,6·10⁷ · 0,1 = 4,6·10⁶ Дж = 4,6 МДж.

4. Доля теплоты, переданной воде: Q_в/Q_т = 1,008/4,6 ≈ 0,219, то есть около 21,9 %.

5. КПД примуса равен отношению полезной теплоты к затраченной: η = Q_в/Q_т · 100 % ≈ 21,9 %.

Ответ: а) 1,008 МДж; б) 4,6 МДж; в) около 0,219 (21,9 %); г) КПД примуса около 21,9 %.