Хочу сделать поправку в дано, мне кажется, что имеется ввиду не Q = 225 Дж, а Q = 225 МДж = 225 * 10⁶ Дж.
1) Масса сгоревшего топлива.
Формула теплоты сгорания:
Q = q * m, где q = 27 * 10⁶ Дж / Кг - удельная теплота сгорания этилового спирта. Отсюда масса:
≈ 8,33 кг
2) Работа, совершённая двигателем.
Формула КПД двигателя:
, где Ap - работа двигателя. Выводим:
A = Qη = 225 * 10⁶ * 0.2 = 45 МДж
3) Мощность двигателя.
Формула мощности:
N = A / t, где t = 25 * 60 = 1500 с. Из предыдущего пункта, A = Qη.
= 30 кВт
; где q = 27 * 10⁶ Дж / Кг - удельная теплота сгорания спирта.
V = 2 / (1000 * 10) = 2 * 10^-4 м^3.
Из значения силы тяжести определим массу шара:
F = mg => m = F/g.
m = 5 / 10 = 0,5 кг.
В то же время, зная объём шара и плотность железа, можно предположить, сколько бы весил наш шар, будучи чисто железным:
M = pV
M = 7870 * 2 * 10^-4 = 1,574 кг.
Значит объёмная доля железа в шаре будет равна отнощению масс: m/M, а воздуха (считаем его невесомым) - (M - m) / M.
И объём воздушной полости тогда: ((M - m) / M) * V. Подставляем числа:
((1,574 - 0,5) / 1,574 ) * 2 * 10^-4 = (1,074 / 1,574)* 2 * 10^-4 = 1,37 * 10^-4 м^3 (округлённо).
Спрашивайте, если что непонятно.