Нагреть 3 л воды от 20 °C до 100 °C. Дано: время нагревания 15 мин, плотность воды 1000 кг/м³, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C), удельная теплота сгорания топлива 4,4·10⁷ Дж/кг, КПД η = 1. Найти массу топлива.

Переведём объём воды в кубические метры и найдём её массу:

\(V=3\ \text{л}=0{,}003\ \text{м}^3\), поэтому \(m_{\text{в}}=\rho V=1000\cdot0{,}003=3\ \text{кг}\).

Количество теплоты, необходимое для нагревания воды:

\(Q=cm_{\text{в}}(t_2-t_1)=4200\cdot3\cdot(100-20)=1\,008\,000\ \text{Дж}\).

При КПД \(\eta=1\) вся энергия топлива передаётся воде, поэтому:

\(m_{\text{т}}=\frac{Q}{\eta q}=\frac{1\,008\,000}{1\cdot4{,}4\cdot10^7}\approx0{,}0229\ \text{кг}\approx23\ \text{г}\).

Время нагревания для нахождения массы топлива при заданном КПД не требуется.

Ответ: примерно 0,023 кг (23 г) топлива.