3) Чему будет равна температура в калориметре после установления теплового равновесия, если в него поместить лёд массой 2 кг при температуре -5 °C и воду массой \( m_в = 10 \) кг при температуре 50 °C? Дайте ответ в градусах Цельсия с округлением до целого числа. Теплоёмкостью калориметра можно пренебречь. Тепловые потери во время установления теплового равновесия не учитывайте.

Решение этой задачи требует учета нескольких тепловых процессов. Обозначим конечную температуру \( t \). 1. Нагрев льда от -5 °C до 0 °C: \( Q_1 = m_л c_л (0 - (-5)) = 2 \cdot 2100 \cdot 5 = 21000 \) Дж 2. Плавление льда: \( Q_2 = m_л \lambda = 2 \cdot 330000 = 660000 \) Дж 3. Нагрев воды, получившейся из льда, от 0 °C до \( t \): \( Q_3 = m_л c_в (t - 0) = 2 \cdot 4200 \cdot t = 8400t \) Дж 4. Охлаждение воды от 50 °C до \( t \): \( Q_4 = m_в c_в (50 - t) = 10 \cdot 4200 \cdot (50 - t) = 42000 \cdot (50 - t) = 2100000 - 42000t \) Дж Уравнение теплового баланса: \( Q_1 + Q_2 + Q_3 = Q_4 \) Подставим значения: \( 21000 + 660000 + 8400t = 2100000 - 42000t \) \( 681000 + 8400t = 2100000 - 42000t \) Перенесем слагаемые с \( t \) в одну сторону, а числа - в другую: \( 8400t + 42000t = 2100000 - 681000 \) \( 50400t = 1419000 \) \( t = \frac{1419000}{50400} \approx 28.15 \) °C Округлим до целого числа: 28 °C Ответ: 28 °C