Чему равна первоначальная масса воды в кружке? Ответ выразите в граммах, округлите до целых. (Вопрос повторён на изображении.)

Предположим, что в начале вода и лёд находились в тепловом равновесии при 0 °C. За четвёртую минуту температура выросла на 6 °C, поэтому общая масса содержимого после таяния льда равна:

\(m_{общ} = \frac{P\Delta t}{c\Delta T} = \frac{150 \cdot 60}{4200 \cdot 6} = 0.3571\) кг.

За первые 3 минуты содержимое получило \(Q = 150 \cdot 180 = 27000\) Дж. На нагрев всей воды от 0 до 1 °C ушло \(Q_{нагрев} = 0.3571 \cdot 4200 \cdot 1 = 1500\) Дж. Остальная энергия пошла на таяние льда:

\(m_{льда} = \frac{27000 - 1500}{340000} = 0.075\) кг.

Тогда первоначальная масса воды: \(m_{воды} = 0.3571 - 0.075 = 0.2821\) кг \(\approx 282\) г.

Ответ: 282 г.