КПД процесса: n = Q1/Q2, где Q1 - теплота, идущая на нагревание воды+нагревание кастрюли; Q2 - теплота, выделяемая при сжигании спирта(учитываем, что кастрюля и вода нагреваются до одной и той же температуры, это очевидно);
Q1 = cm(t2-t1)+cкmк(t2-t1), с - удельная теплоемкость воды; сk - удельная теплоемкость алюминия; mк - масса кастрюли; m = ρV = 3 кг - масса воды; t2 - искомая температура, t1= 20 гр;
Q2 = λmс, где λ - удельная теплота сгорания спирта, mс - масса спирта
n = (cm(t2-t1)+ckmk(t2-t1))/λmс => cm(t2-t1)+ckmk(t2-t1)=nλmс
(t2-t1) ( cm+ckmk) = nλmс
t2-t1 = nλmс/(cm+ckmk)
t2 = nλmс/(cm+ckmk) + t1
Все значения теплоемкостей берете из таблицы и подставляете в формулу, не забудьте перевести в единицы СИ, удачи!
t=sqrt(2*(h-1)/g)=sqrt(2*(10-1)/g)=sqrt(18/g) секунд
Разобьем движенеи второго камня на два этапа, до верхней точки траектории и от верхней точки до высоты 1 м, где камни встретились.
Время движения на первом участке:
t1=V/g
за это время он поднимется на высоту:
h1=5+V^2/(2*g)
Время падения с этой высоты до 1 м
t2=sqrt(2*(h1-1)/g)
t=t1+t2
sqrt(18/g)=v/g+sqrt(2*(V^2/(2*g)+4)/g)
sqrt(2*(V^2/(2*g)+4)/g)=sqrt(18/g)-V/g
(V^2/g+8)/g=18/g-2*sqrt(18/g)*V/g+V^2/g^2
10/g=2*sqrt(18/g)*V/g
V=5/sqrt(18/g)=5/sqrt(1.8)=5/1.35=3.7 (м/с)