Объяснение:
1. Т. к в условии сказано, что сопротивления вольтметров гораздо больше сопротивлений резисторов, это значит, что через вольтметры будут идти очень и очень маленькие токи, например как 1 мА, но это не означает что черз них вообще не пойдут токи, т. к сопротивления вольтметров небесконечны.
2. Обозначим ток, идущий через вольтметр 1 как 
, через V2 как , через V3 
, через V4 
. Тогда напряжение между концами V1 = i1*r(v), и следовательно все эти параметры для V2 будут такими же и значит U2 = U1 = 2B
3. Посчитаем напряжение между концами вольтметра 3. И да я пренебрегаю сопротивлениями амперметров потому что они да крайне малы и не влияют на показания в электической цепи.
2U2 - U3 = 3r(i1 + i3)
Между концами вольтметра 4:
U4 - U3 = r(i1 + i2)
Внимание! я обозначил ток идущий через вольтметр 3 как i1 и сказал что пусть он идет вниз, в процессе решения задачи может оказаться что это ни так, тогда нужно просто поменять направление силы тока.
Сложим эти уравнения:
2U2 - U4 = r(3i3 + 2i1 - i2)
Воспользуемся законом ома для этих токов, выразим ток через напряжения и сопротивления:
2U2 - U4 = r/r(v)*(3U4 + 2U3 - U2)
Самое время вспомнить условие задачи, по условию написано, что r>>r(v), тогда это отношение будет равно 0, получаем:
2U2 - U4 = 0
U4 = 2U2 = 4В
4. Запишем разность потенциалов между клеммами цепи:
4В + (i1 + i2)r = 3r(i1 + i2) + 4В
Я записал разность потенциалов по верхней и нижней ветке электической цепи:
2i1 = i2 - 3i3
i1 = (i2 - 3i3)/2
Домножим на r(v):
U3 = (2В - 12В)/2 = -5 В, отрицательное значение означает что не туда течет ток, оказывается ток течет вверх.
Q1 = c·m1·(t2 - t1) = 4200·m1·(60-10) = (210 000 ·m1 )Дж = (0,210·m1) МДж (здесь 4200 Дж/(кг·°С) - удельная теплоемкость воды.
Количество теплоты при сгорании каменного угля:
Q2 = q·m2 = 30·10⁶ ·40 = 1200 MДж
КПД = Q1·100% / Q2
КПД = 0,210·m1*100 / 1200
Отсюда:
40=0,210·m1*100 / 1200
m1 ≈ 2 900 кг или 2,9 тонн
Задача 2
При сгорании березовых дров выделилось
Q1 = 0,600 · 8,3·10⁶ = 4,98 МДж
На нагревание воды пошло
Q2 = 0,25·4,98 ≈ 1,25 МДж
Количество теплоты на нагревание воды:
Q3 = 4200·m3·(100-10) ≈ 0,38·m3 Мдж
Но Q2=Q3. тогда:
m3 = 1,25 / 0,38 ≈ 3,3 кг воды