Найдем теплоту, нужную для того, чтобы вскипятить воду и нагреть алюминиевый котелок до 100 градусов цельсия. Q=c(воды)*m(воды)*dt+с(алюминия)*m(алюминия)*dt+λ*m(воды) ; dt=100-20=80 градусов цельсия; m=ρV; mводы=1000*0.5*10^-3=0.5 кг; λ(удельная теплота парообразования)=2.3*10^6 Дж/кг; Q=4200*0.5*80+920*0.2*80+2.3*10^6*0.5=1332720 Дж;Максимальная теплота, которую могут выдать березовые дрова, Q1=qm; q=1.3*10^7 Дж/кг; Q1=1.3*10^7*1.4=18.2*10^6 Дж; Q1>Q, значит этого количества дров хватит для того, чтобы вскипятить воду. Доля энергии костра k=Q/Q1; k=1332720/(18.2*10^6)=0.073=7.3 % ответ: 7.3 %
Эту задачу можно решить 2мя с формул и с уравнения. Начнём с формул. Итак, Q1=Q2; развернем и получим с1m1(t3-t1)=c2m2(t3-t2), где с1 и с2 - удельная теплота гири и воды соответственно, t3 - конечная температура. Выразим отсюда t2 и получим: t2=t3-((c1m1(t3-t1))/(c2m2)). Подставим значения и получим: t2=40°-((540Дж/кг*°С•0,1кг(40°-100°))/(4200Дж/кг•°С•0,4кг))=42°. Теперь отнимем от 42° 40° и получим ответ: на 2°С охладилась вода. Теперь уравнение. Q1=Q2, c1m1(t3-t1)=c2m2(t3-t2). Посчитаем левую часть уравнения и получим -3240. Подставим числа и получим обычное уравнение: 4200•0,4(40-х)=-3240; 1680(40-х)=-3240; 67200-1680х=-3240; -1680х=-70440; х=42°
ответ: 7.3 %