16. В сосуд, содержащий 0,01 л воды при температуре 10°C, положили кусок льда, охлаждённый до −50°C, после чего температура образовавшейся ледяной массы оказалась равной −4°C. Какое количество льда было положено в сосуд? Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·К), льда — 2100 Дж/(кг·К), удельная теплота плавления льда 3,4·10⁵ Дж/кг.

Принимаем, что вся исходная вода замерзла, а конечное содержимое сосуда — лёд при −4°C. Исходная вода массой 0,01 кг отдаёт тепло при охлаждении до 0°C, замерзании и дальнейшем охлаждении до −4°C:

\(Q=0.01[4200\cdot10+3.4\cdot10^5+2100\cdot4]=3844\) Дж.

Это тепло нагревает добавленный лёд от −50°C до −4°C. Если его масса \(m\), то \(3844=m\cdot2100\cdot46\).

\(m\approx0.0398\) кг.

Ответ: примерно 0,040 кг, или 40 г льда.