В калориметре находится вода, масса которой 100 г и температура 0 °C. В него добавляют кусок льда, масса которого 20 г и температура −5 °C. Какой будет температура содержимого калориметра после установления в нем теплового равновесия? Ответ приведите в градусах Цельсия.
Решение:
Система находится в калориметре, следовательно, теплопотерями можно пренебречь. Вся энергия, которая выделяется при замерании воды, идет на нагрев льда. Определим сперва, сколько нужно энергии, чтобы нагреть весь лед до C: . Теперь определим, сколько энергии выделяется, если вся вода замерзнет: . Поскольку , вся вода не успеет замерзнуть, пока лед нагреется до нуля. Когда температуры сравняются, теплообмен закончится. Таким образом, конечная температура содержимого калориметра равна C.
Ответ: C.