Для решения этой задачи нам нужно использовать закон сохранения энергии и знать, сколько энергии выделяется при сжигании природного газа, а также сколько энергии требуется для нагрева воды.

1. Определим количество теплоты, необходимое для нагрева воды.

• Объем воды: 2,5 л (что соответствует 2,5 кг, так как плотность воды примерно 1 кг/л).
• Начальная температура воды: 20 °С.
• Температура кипения воды: 100 °С.
• Разница температур: 100 °С - 20 °С = 80 °С.
• Удельная теплоемкость воды: 4,18 кДж/(кг·°С).

Теперь можем рассчитать количество теплоты (Q), необходимое для нагрева воды:

Q = m * c * ΔT, где:

• m - масса воды (2,5 кг),
• c - удельная теплоемкость (4,18 кДж/(кг·°С)),
• ΔT - изменение температуры (80 °С).

Подставим значения:

Q = 2,5 кг * 4,18 кДж/(кг·°С) * 80 °С = 836 кДж.

2. Теперь определим, сколько энергии выделяется при сжигании природного газа.

Учитывая, что 20 г природного газа сжигается, нам нужно знать, сколько энергии выделяется при сжигании 1 г газа. Обычно, для природного газа (метана) это значение составляет примерно 35,8 МДж/кг.

Сначала переведем массу газа из граммов в килограммы:

20 г = 0,02 кг.

Теперь рассчитаем количество теплоты, выделяемое при сжигании 20 г газа:

Q = m * H, где:

• m - масса газа (0,02 кг),
• H - теплота сгорания (35,8 МДж/кг).

Подставим значения:

Q = 0,02 кг * 35,8 МДж/кг = 0,716 МДж = 716 кДж.

3. Сравним количество теплоты, необходимое для нагрева воды, и количество теплоты, выделяемое при сжигании газа.

Мы рассчитали, что для нагрева воды требуется 836 кДж, а при сжигании газа выделяется только 716 кДж. Это означает, что 20 г газа недостаточно для нагрева 2,5 л воды до кипения.

4. Определим массу алюминиевого чайника.

Для того чтобы найти массу чайника, мы можем использовать разницу в теплоте. Количество теплоты, необходимое для нагрева чайника, можно выразить так:

Q_чайника = Q_воды - Q_газа = 836 кДж - 716 кДж = 120 кДж.

Теперь нам нужно знать удельную теплоемкость алюминия, которая составляет примерно 0,9 кДж/(кг·°С). Если предположить, что температура чайника также изменяется на 80 °С (от 20 °С до 100 °С), мы можем найти массу чайника:

Q_чайника = m_чайника * c_алюминия * ΔT.

Подставим известные значения:

120 кДж = m_чайника * 0,9 кДж/(кг·°С) * 80 °С.

Теперь выразим массу чайника:

m_чайника = 120 кДж / (0,9 кДж/(кг·°С) * 80 °С) = 1,67 кг.

Ответ: Масса алюминиевого чайника составляет примерно 1,67 кг.