Для решения этой задачи нужно воспользоваться уравнением теплового баланса:

Qплиты = Qвода + Qкотелка,

где Qплиты - количество выделившейся при сжигании керосина теплоты, Qвода - количество теплоты, необходимое для нагрева воды, Qкотелка - количество теплоты, необходимое для нагрева котелка.

Для начала рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды:

Qвода = m c ΔT,

где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды (4186 Дж/кг*град), ΔT - изменение температуры воды (80 град).

Qвода = 3 кг 4186 Дж/кгград * 80 град = 1003680 Дж.

Теперь найдем количество теплоты, необходимое для нагрева котелка:

Qкотелка = m c ΔT,

Qкотелка = 5 кг 387 (удельная теплоемкость меди воды) 80 град = 1548000 Дж.

Теперь найдем общее количество теплоты, необходимое для нагрева воды и котелка:

Qобщ = Qвода + Qкотелка = 1003680 Дж + 1548000 Дж = 2551680 Дж.

Теперь найдем количество керосина, которое нужно сжечь для выделения данного количества теплоты с учетом КПД плиты:

Qплиты = Qобщ / КПД,

Qплиты = 2551680 Дж / 0.4 = 6379200 Дж.

Теплота сгорания керосина приблизительно равна 45 МДж/кг, поэтому количество керосина:

m = Qплиты / Qсгорания,

m = 6379200 Дж / 45000000 Дж/кг = 0.142 кг.

Итак, для нагрева медного котелка массой 5 кг и воды массой 3 кг на 80 градусов понадобится сжечь приблизительно 0.142 кг керосина.