5. В калориметр, содержащий снег массой m₁ = 100 г, температура которого t₁ = 0,0 °C, опустили железную гирьку массой m₂ = 200 г, имеющую температуру t₂ = 100 °C. Сколько воды образовалось в калориметре? Теплоёмкостью калориметра пренебречь.

Дано: снег: m₁ = 0,10 кг, t₁ = 0 °C; железо: m₂ = 0,20 кг, t₂ = 100 °C. Удельная теплоёмкость железа c = 460 Дж/(кг·°C), удельная теплота плавления льда λ = 3,3·10⁵ Дж/кг. Теплоёмкостью калориметра пренебрегаем.

1. Проверим, достаточно ли тепла для плавления всего снега. При охлаждении гирьки до 0 °C выделится Q = c m₂ (t₂ − 0) = 460 · 0,20 · 100 = 9200 Дж.

2. Для плавления всего снега требуется Qпл = λm₁ = 3,3·10⁵ · 0,10 = 33 000 Дж. Поскольку 9200 Дж < 33 000 Дж, растает лишь часть снега, а равновесная температура будет 0 °C.

3. Количество растаявшего снега, ставшего водой: m = Q/λ = 9200/(3,3·10⁵) ≈ 0,0279 кг ≈ 28 г.

Ответ: образуется примерно 28 г воды.