Какую полезную работу выполнит тепловой двигатель, если в нем сгорит 10 кг бензина? кпд двигателя составляет 18%.

Где ты нашёл нарушение?
Давай считать.
1) Кинули вниз: Потенциальная энергия P=mgh;
Кинетическая K=0.5mv^2;
P=2*10*6=120 Дж;
K=0.5*2*100=100 Дж;
Полная энергия E=P+K=220 Дж;
На земле она вся будет кинетической. Значит скорость падения равна:
v=SQRT(2E/m);
v=SQRT(2*220/2);
v=14.8 м/с (округлённо)
2) Кинули вбок: Потенциальная энергия P=mgh;
Кинетическая K=0.5mv^2;
P=2*10*6=120 Дж;
K=0.5*2*100=100 Дж;
Находим вертикальную скорость из потенциальной энергии:
v1=SQRT(2P/m);
v1=SQRT(2*120/2);
v1=10.95 м/с
Складываем её с горизонтальной скоростью по Пифагору и находим полную скорость:
v=SQRT(v0^2+v1^2);
v=SQRT(100+120);
v=SQRT(220);
v=14.8 м/с (округлённо)
Как видишь, скорости в обоих случаях получились одинаковыми по модулю. Так что никаких противоречий нет.

Количество теплоты, отдаваемое водой равно:  

Q1=m1*c1*(5-0)=2*4.2*5=42 кДж  

Количество теплоты отдаваемое водой при превращении в лёд:  

Q2=m1*l=2*330=660 кДж  

Итого: Q12=42+660=702 кДж  

Количество теплоты, получаемое льдом для нагревания до 0:  

Q3=m2*c2*(40-0)=5*2.1*40=420 кДж  

Итак мы имем m1+m2=7 кг льда и избыток теплоты  

Q12-Q3=702-420=282 kДж  

Этот избыток теплоты пойдёт на таяние некоторого количества льда, которое мы и определим:  

m3=282/330=0.855 кг.  

Таким образом, после установления теплового равновесия в калориметре окажется  

7-0.855= 6.145 кг льда  

0.855 кг воды при температуре 0 градусов С