Масса одного кубика льда равна массе одной порции воды. Все кубики льда имеют одинаковую начальную температуру, температура каждой порции воды t=80∘C . При смешивании в калориметре одного кубика льда с двумя порциями воды в нём устанавливается температура t1=17∘C . Теплоёмкостью калориметра, испарением воды и теплообменом с окружающей средой можно пренебречь. Какая температура t3 установится в калориметре, если в нём смешать один кубик льда с тремя порциями воды? Дайте ответ в градусах Цельсия с округлением до целого числа.

Пусть масса одного кубика льда равна m, а масса одной порции воды также равна m.

Тепло, выделяемое кубиком льда при его плавлении, равно теплу, поглощаемому водой для нагревания от t до t1:

m * L = 2m * c * (80 - 17),

где L - удельная теплота плавления льда, c - удельная теплоемкость воды.

Отсюда находим L:

L = 2c * (80 - 17).

При смешивании одного кубика льда с тремя порциями воды, устанавливается равновесие тепловых потоков:

m * L + 3m * c * (80 - t3) = 4m * c * (80 - t3).

Подставляем найденное значение L:

2c * (80 - 17) + 3c * (80 - t3) = 4c * (80 - t3),

решаем уравнение и находим t3:

2 * 63 + 3 * (80 - t3) = 4 * (80 - t3), 126 + 240 - 3t3 = 320 - 4t3, 3t3 - 4t3 = 320 - 240 - 126, -t3 = -46, t3 = 46.

Итак, температура t3, которая установится в калориметре при смешивании одного кубика льда с тремя порциями воды, равна 46 градусов Цельсия.