2. В сосуд с 300 г воды при 80 °C добавили 100 г льда при 0 °C. Определите конечную температуру.

Считаем, что теплообмена с окружающей средой нет. Удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг·°C), удельная теплота плавления льда — 334 000 Дж/кг.

1. Вода при охлаждении до 0 °C отдаёт Q = 0.3 · 4200 · 80 = 100800 Дж.
2. На плавление льда требуется Q_пл = 0.1 · 334000 = 33400 Дж. Льда хватит расплавить полностью, а оставшаяся теплота равна 100800 − 33400 = 67400 Дж.
3. После плавления получаем 0.4 кг воды. Остаток теплоты нагревает её: 67400 = 0.4 · 4200 · t, откуда t ≈ 40.1 °C.

Ответ: конечная температура ≈ 40.1 °C.