К 100 г воды, находящейся в калориметре при температуре кристаллизации, добавили кусок льда, температура и масса которого равны −8 ∘С и 200 г соответственно. Определите температуру содержимого калориметра после установления в нем теплового равновесия. Теплоемкостью калориметра пренебречь. Ответ дайте в ∘С.

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии:

m_1 * c_1 * (T_1 - T) + m_2 * L + m_2 * c_2 * (T_2 - T) = 0,

где m_1, c_1, T_1 - масса, удельная теплоемкость и начальная температура воды, m_2, L, T_2 - масса, удельная теплота плавления и начальная температура льда, T - искомая температура.

Подставляем известные значения:

100 * 1 * (0 - T) + 200 * 334 * (0 - T) + 200 * 2.09 * (8 - T) = 0, -100T - 66800 + 418T + 1672T = 0, -100T - 66800 + 2090 - 1672T = 0, -100T - 66800 + 2090 = 1672T, -64710 = 1772T, T = -36,5 ∘C.

Итак, температура содержимого калориметра после установления теплового раЫновесия равна -36,5 ∘C.