4. Чтобы получить больше пищевой воды во время зимней рыбалки, рыбаки опускают свежевыпавший снег при температуре t₁ = 0 °C в термос с горячей водой. Начальная температура воды t₂ = 84 °C. После установления теплового равновесия температура воды в термосе стала t₃ = 18 °C. Определите, насколько увеличилась масса воды в термосе, если её начальная масса m₁ = 250 г. Потерями энергии пренебречь. Удельная теплоёмкость воды c = 4,2 кДж/(кг·°C), удельная теплота плавления снега λ = 3,3·10⁵ Дж/кг.

Вода отдаёт теплоту при охлаждении от 84 °C до 18 °C. Эта теплота идёт на плавление снега при 0 °C, а затем на нагрев образовавшейся воды до 18 °C.

\(m_1c(t_2-t_3)=m_2\lambda+m_2ct_3\), где \(m_2\) — масса растаявшего снега.

Переведём удельную теплоту плавления в килоджоули: \(\lambda=330\,\text{кДж/кг}\).

\(m_2=\dfrac{m_1c(t_2-t_3)}{\lambda+ct_3}=\dfrac{0.250\cdot4.2\cdot(84-18)}{330+4.2\cdot18}\approx0.175\,\text{кг}\).

Масса воды увеличилась на массу растаявшего снега: это примерно 0,175 кг, или 175 г.

Ответ: масса воды увеличилась примерно на 175 г.