Задание №2. Кусок льда массой 725 г поместили в калориметр с 2.5 л воды при температуре 5 °C. Когда температура воды в калориметре перестала изменяться, нашли, что лёд весит на 64 г больше, чем в начале опыта. Определите начальную температуру льда. Обменом теплоты с окружающей средой пренебречь. Ответ округлите до целого.

Используем справочные значения: удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг·°C), льда — 2100 Дж/(кг·°C), удельная теплота плавления льда — 3,3·10⁵ Дж/кг. Теплоёмкостью калориметра пренебрегаем. Поскольку масса льда увеличилась, часть воды замёрзла; конечная температура равна 0 °C.

1. Масса замёрзшей воды: \(m=64\text{ г}=0.064\text{ кг}\). Масса воды в калориметре: \(2.5\text{ л}=2.5\text{ кг}\).
2. При охлаждении воды до 0 °C выделяется \(Q_1=2.5\cdot4200\cdot5=52500\) Дж. При замерзании 0,064 кг воды дополнительно выделяется \(Q_2=0.064\cdot3.3\cdot10^5=21120\) Дж.
3. Эта теплота нагревает лёд массой 0,725 кг от начальной температуры \(t\) до 0 °C: \(Q_3=0.725\cdot2100\cdot(0-t)\).
4. Баланс теплоты: \(52500+21120=0.725\cdot2100\cdot(0-t)\). Поэтому \(t\approx-48.36\ ^\circ\mathrm C\).

Ответ: −48 °C.