Чему будет равна температура в калориметре после установления теплового равновесия, если в него поместить лёд массой 1,7 кг при температуре -7 °С и воду массой (m_в = 5) кг при температуре 85 °С? Дайте ответ в градусах Цельсия с округлением до целого числа. Теплоёмкостью калориметра можно пренебречь. Тепловые потери во время установления теплового равновесия не учитывайте.

Для решения этой задачи необходимо рассмотреть несколько этапов и использовать уравнение теплового баланса. Сначала лёд нагревается до 0 °C, затем плавится, а потом нагревается получившаяся вода. Вода в калориметре остывает. Обозначим конечную температуру как (t). 1. Тепло, необходимое для нагрева льда от -7 °C до 0 °C: \[Q_1 = m_л \cdot c_л \cdot (0 - (-7)) = 1.7 \cdot 2100 \cdot 7 = 24990 \text{ Дж} = 24.99 \text{ кДж}\] 2. Тепло, необходимое для плавления льда: \[Q_2 = m_л \cdot \lambda = 1.7 \cdot 330000 = 561000 \text{ Дж} = 561 \text{ кДж}\] 3. Тепло, необходимое для нагрева воды, получившейся изо льда, от 0 °C до конечной температуры (t): \[Q_3 = m_л \cdot c_в \cdot (t - 0) = 1.7 \cdot 4200 \cdot t = 7140t \text{ Дж} = 7.14t \text{ кДж}\] 4. Тепло, отданное водой при остывании от 85 °C до конечной температуры (t): \[Q_4 = m_в \cdot c_в \cdot (85 - t) = 5 \cdot 4200 \cdot (85 - t) = 21000 \cdot (85 - t) = 1785000 - 21000t \text{ Дж} = 1785 - 21t \text{ кДж}\] Уравнение теплового баланса: \[Q_1 + Q_2 + Q_3 = Q_4\] Подставим значения: \[24.99 + 561 + 7.14t = 1785 - 21t\] \[585.99 + 7.14t = 1785 - 21t\] \[28.14t = 1199.01\] \[t = \frac{1199.01}{28.14} \approx 42.61\] Округляем до целого числа: (t \approx 43) °C. Ответ: 43 °C