6. Какую массу сухих дров надо сжечь, чтобы нагреть на костре 5 л воды от 10 до 50 °C в алюминиевом котелке массой 0,5 кг? КПД костра как нагревателя примите равным 5 %.

Примем удельную теплоту сгорания сухих дров равной примерно 10 МДж/кг, а удельную теплоёмкость алюминия — 920 Дж/(кг·°C).

1. Масса воды: 5 л = 5 кг. Изменение температуры: Δt = 50 − 10 = 40 °C.

2. Найдём количество теплоты, необходимое для нагревания воды и котелка: Q = (c_вm_в + c_Alm_Al)Δt = (4200 · 5 + 920 · 0,5) · 40 = 858 400 Дж.

3. С учётом КПД 5 % дрова должны выделить Q_топл = Q / 0,05 = 17 168 000 Дж.

4. Масса дров: m = Q_топл / q = 17 168 000 / 10 000 000 ≈ 1,72 кг.

Ответ: нужно сжечь примерно 1,7 кг сухих дров.