Для решения задачи нам нужно определить, сколько энергии потребуется для того, чтобы вскипятить 1,55 литра воды с начальной температуры 20°C до температуры кипения (100°C), а затем рассчитать, сколько времени потребуется для этого с учетом КПД спиртовки.

Шаг 1: Рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева воды.

• Объем воды: V = 1,55 л = 1,55 кг (поскольку плотность воды примерно 1 кг/л).
• Начальная температура: T1 = 20°C.
• Конечная температура: T2 = 100°C.
• Удельная теплоемкость воды: c = 4,18 кДж/(кг·°C).

Формула для расчета количества тепла (Q) выглядит так:

Q = m * c * ΔT,

где:

• m - масса воды (1,55 кг),
• c - удельная теплоемкость (4,18 кДж/(кг·°C)),
• ΔT - изменение температуры (T2 - T1 = 100°C - 20°C = 80°C).

Теперь подставим значения:

Q = 1,55 кг * 4,18 кДж/(кг·°C) * 80°C.

Выполним вычисления:

Q = 1,55 * 4,18 * 80 = 517,04 кДж.

Итак, для нагрева 1,55 литра воды до кипения потребуется 517,04 кДж энергии.

Шаг 2: Рассчитаем, сколько энергии выделяется при сгорании спирта.

Для этого нам нужно знать, сколько энергии выделяется при сгорании 1 кг спирта. Энергия сгорания этанола (спирта) составляет примерно 30,0 МДж/кг.

Таким образом, при сгорании 0,3 кг спирта выделяется:

Q_сгорание = 0,3 кг * 30,0 МДж/кг = 9,0 МДж = 9000 кДж.

Шаг 3: Учитываем КПД спиртовки.

КПД спиртовки составляет 24%, следовательно, полезная энергия, которая будет использоваться для нагрева воды, равна:

Q_полезная = КПД * Q_сгорание = 0,24 * 9000 кДж = 2160 кДж.

Шаг 4: Теперь рассчитаем, сколько времени потребуется для нагрева воды.

Для этого определим, сколько времени потребуется для получения 517,04 кДж полезной энергии:

t = Q / Q_полезная.

Подставим значения:

t = 517,04 кДж / 2160 кДж/ч.

Выполним вычисления:

t ≈ 0,239 ч.

Преобразуем в минуты:

t ≈ 0,239 * 60 ≈ 14,34 минут.

Ответ: Для вскипячивания 1,55 литра воды на спиртовке потребуется примерно 14,34 минуты.