В воду массой 5 кг при температуре 40 градусов опустили 1 кг льда, имеющего температуру 0 градусов. Какой будет температура

mв = 5 кг.

tв = 40 °C. 

mл = 1 кг.

tл = 0 °C.

Cв = 4200 Дж/кг *°C.

λ = 3,4 *10⁵ Дж/кг.

t - ?

Для плавления льда и нагревание полученной воды необходимое количество теплоты Q выразим формулой: Q = λ *mл + Cв *mл *(t - tл).

При остывании воды выделится количество теплоты: Q =  Cв *mвл *(tв - t).

λ *mл + Cв *mл *(t - tл) = Cв *mв *(tв - t).

λ *mл + Cв *mл *t - Cв *mл *tл = Cв *mв *tв - Cв *mв *t.

Так как tл = 0 °C, то уравнение теплового баланса примет вид: λ *mл + Cв *mл *t = Cв *mв *tв - Cв *mв *t.

Cв *mл *t + Cв *mв *t = Cв *mв *tв - λ *mл.

t = (Cв *mв *tв - λ *mл) /(Cв *mл + Cв *mв).

t = (4200 Дж/кг *°C *5 кг *40 °C - 3,4 *10⁵ Дж/кг *1 кг) /(4200 Дж/кг *°C *1 кг + 4200 Дж/кг *°C *5 кг) = 19,8 °C.

Ответ: после теплообмена установится температура воды t = 19,8 °C.