Находится ли пламя костра в тепловом равновесии с окружающим воздухом?

нет конешно. температура костра (любого) на много больше чем окружающий воздух! поэтому она не может быть в тепловом равновесии!  

температура котсра не может быть в ковно весии с воздухом,так как воздух не может нагрется до температуры пото мучто воздух теплоизолятор.

определим объем бруса 3*0,3*0,2=0,18 м3

масса 0,18*600=108 кг

сила тяжести mg=108*10=1080 н

на брус действует сила архимеда a=rgvпогр

v=a/rg=mg/rg=1080/1000*10=0,108 м3