Определите температуру содержимого после установления термодинамического равновесия. Ответ выразите в °C, округлив до целых. Дано: 2 кг льда при −20 °C и 100 мл воды при 30 °C; c₁ = 2100 Дж/(кг·°C), c₂ = 4200 Дж/(кг·°C), λ = 330 кДж/кг.

Как показано в предыдущем расчёте, вся вода замерзает, а итоговое содержимое — лёд. Сравним энергию системы с энергией 2,1 кг льда при 0 °C.

Для нагрева первоначального льда от −20 °C до 0 °C потребовалось бы 2 · 2100 · 20 = 84 000 Дж. Вода при охлаждении до 0 °C отдаёт 12 600 Дж, а при замерзании — 0,1 · 330 000 = 33 000 Дж.

Недостаток энергии до состояния, в котором весь лёд имеет температуру 0 °C: 84 000 − 12 600 − 33 000 = 38 400 Дж. Эту энергию недостаёт получить из-за охлаждения льда массой 2,1 кг от 0 °C до конечной температуры t:

2,1 · 2100 · (0 − t) = 38 400.

Отсюда t = −38 400 / 4410 ≈ −8,71 °C. Округляем до целых.

Ответ: −9 °C.