Задача:
2) Какая масса льда была добавлена в напиток?
Дано:
$$t_0 = 0 \ °С$$
$$t_2 = 35 \ °С$$
$$c = 4200 \ \frac{Дж}{(кг \cdot °С)}$$
$$\lambda = 330 \ \frac{кДж}{кг} = 330000 \ \frac{Дж}{кг}$$
$$Q = 81900 \ Дж$$
Найти:
$$m_2 - ?$$
Решение:
Уравнение теплового баланса:
$$Q = Q_{плавления} + Q_{нагрева}$$
$$Q = m_2 \cdot \lambda + m_2 \cdot c \cdot (t_2 - t_0)$$
$$Q = m_2 \cdot (\lambda + c \cdot (t_2 - t_0))$$
$$m_2 = \frac{Q}{\lambda + c \cdot (t_2 - t_0)}$$
Подставим значения:
$$m_2 = \frac{81900 \ Дж}{330000 \ \frac{Дж}{кг} + 4200 \ \frac{Дж}{(кг \cdot °С)} \cdot (35 \ °С - 0 \ °С)}$$
$$m_2 = \frac{81900}{330000 + 4200 \cdot 35} \ кг$$
$$m_2 = \frac{81900}{330000 + 147000} \ кг$$
$$m_2 = \frac{81900}{477000} \ кг$$
$$m_2 ≈ 0,1717 \ кг ≈ 171,7 \ г$$
Ответ: 171,7 г.