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.

архимедова сила равна весу жидкости в объеме погруженной части тела, т.е. весу вытесненной жидкости и всегда направлена вверх!

составляю уравнение теплового . количество теплоты, отданное спиртом равно количеству теплоты, полученному водой

q1=q2

qm1=cm2(t2-t1)

отсюда нахожу изменение температуры воды

(t2-t1)= qm1/cm2= 27000000*0.01/4200*3=21,4градуса