Cа = 920 Дж/кг*°C.
Vв = 2 л = 0,002 м3.
Cв = 4200 Дж/кг*°C.
ρ = 1000 кг/м3.
t1 = 20 °C.
t2 = 100 °C.
mк = 45 г = 0,045 кг.
q = 4,6 *107 Дж/кг.
КПД = 40 %.
m - ?
Запишем определение для КПД нагревателя: КПД = Qп * 100 % / Qз.
Qз = q * mк.
Qп = Cв * mв * (t2 - t1) + Cа * m * (t2 - t1).
Массу нагретой воды mв выразим формулой: mв = ρ * Vв.
Qп = Cв * ρ * Vв * (t2 - t1) + Cа * m * (t2 - t1).
КПД = (Cв * ρ * Vв * (t2 - t1) + Cа * m * (t2 - t1)) * 100 % / q * mк.
Cв * ρ * Vв * (t2 - t1) + Cа * m * (t2 - t1) = q * mк * КПД / 100 %.
Cа * m * (t2 - t1) = q * mк * КПД / 100 % - Cв * ρ * Vв * (t2 - t1).
m = (q * mк * КПД / 100 % - Cв * ρ * Vв * (t2 - t1)) / Cа * (t2 - t1).
m = (4,6 *107 Дж/кг * 0,045 кг * 40 % / 100 % - 4200 Дж/кг*°C * 1000 кг/м3 * 0,002 м3 * (100 °C - 20 °C)) / 920 Дж/кг*°C * (100 °C - 20 °C) = 2,1 кг.
Ответ: кастрюля имеет массу m = 2,1 кг.