Вариант 6. Задание 5. В калориметре находятся лёд и вода при температуре 0 °C. Массы льда и воды одинаковы и равны 500 г. В калориметр наливают воду массой 1 кг при температуре 50 °C. Какая температура установится в калориметре?

Предположим, что теплоёмкостью калориметра и теплопотерями можно пренебречь. Горячая вода при охлаждении до 0 °C отдаёт Q = 1 · 4200 · 50 = 210 000 Дж.

Чтобы растопить 0,5 кг льда, требуется Q_пл = 0,5 · 334 000 = 167 000 Дж. Энергии хватает, чтобы растопить весь лёд; остаток теплоты равен 210 000 − 167 000 = 43 000 Дж.

После таяния в калориметре будет 0,5 + 0,5 + 1 = 2 кг воды. Остаток теплоты нагреет эту воду от 0 °C до конечной температуры t: 43 000 = 2 · 4200 · t. Отсюда t ≈ 5,1 °C.

Ответ: установится температура примерно 5,1 °C.