Для решения этой задачи нам нужно сначала определить количество теплоты (Q), необходимое для нагрева воды. Используем формулу:
\[ Q = mc\Delta T \]
где:
- \( m \) — масса воды (100 г = 0,1 кг),
- \( c \) — удельная теплоемкость воды (принимаем \( c = 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (80° - 20° = 60°).
Теперь подставим значения в формулу:
\[ Q = 0,1 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times 60 \, °C \]
\[ Q = 0,1 \times 4200 \times 60 = 25200 \, \text{Дж} \]
Теперь необходимо учесть КПД спиртовки. КПД равен 20% (или 0,2), что означает, что из всех затраченных затрат энергии только 20% используются для нагрева воды. Тогда фактическая энергия, которую необходимо затратить, составляет:
\[ Q_{затраченное} = \frac{Q}{KПД} = \frac{25200 \, \text{Дж}}{0,2} = 126000 \, \text{Дж} \]
Теперь мы можем определить, сколько спирта необходимо для получения этого количества теплоты. Удельная теплота сгорания спирта обычно составляет около \( 30000 \, \text{Дж/кг} \). Таким образом, чтобы найти массу спирта (\( m_{спирта} \)), используем следующую формулу:
\[ m_{спирта} = \frac{Q_{затраченное}}{Q_{сгорания}} = \frac{126000 \, \text{Дж}}{30000 \, \text{Дж/кг}} \]
\[ m_{спирта} = 4,2 \, \text{кг} \]
Округляя до целого числа, получаем, что масса израсходованного спирта составляет 4 кг.
Ответ: 4 кг.