В-2. 3. На примусе с КПД 40% необходимо вскипятить 4 л воды, начальная температура которой 20 °C, в алюминиевой кастрюле массой 2 кг. Определите расход керосина на нагревание воды и кастрюли.

Дано: объём воды 4 л; начальная температура 20 °C; конечная температура кипения 100 °C; масса алюминиевой кастрюли 2 кг; КПД примуса 40%. Считаем плотность воды равной 1 кг/л. Используем c_воды = 4200 Дж/(кг·°C), c_{алюминия} = 920 Дж/(кг·°C), удельную теплоту сгорания керосина q = 4,6 · 10⁷ Дж/кг.

1. Масса воды: m_в = 4 кг; изменение температуры: Δt = 100 − 20 = 80 °C.
2. Теплота для воды и кастрюли: Q = (m_вc_в + m_аc_а)Δt = (4 · 4200 + 2 · 920) · 80 = 1619200 Дж.
3. С учётом КПД топливо должно выделить Q_топл = Q/0,40 = 4048000 Дж.
4. Расход керосина: m = Q_топл/q = 4048000/(4,6 · 10⁷) ≈ 0,088 кг.

Ответ: потребуется примерно 0,088 кг (88 г) керосина.