Для решения данной задачи можно использовать закон сохранения энергии. Поскольку потери тепла пренебрегаются, оба тела после достаточно долгого контакта достигнут теплового равновесия, и их тепловые энергии одинаковы.
Тепловая энергия сосуда с льдом:
Q_1 = m_1 * c_1 * ΔT_1,
где
m_1 = 300 г (масса льда),
c_1 = 2.1 Дж/(г*°C) (удельная теплоемкость льда),
ΔT_1 = T_1 (конечная температура, которую нужно найти) - 0 (начальная температура льда).
Тепловая энергия водяного пара:
Q_2 = m_2 * c_2 * ΔT_2,
где
m_2 = 200 г (масса водяного пара),
c_2 = 2.0 Дж/(г*°C) (удельная теплоемкость водяного пара),
ΔT_2 = 100 (начальная температура водяного пара) - T_1 (конечная температура, которую нужно найти).
Так как Q_1 = Q_2 (энергия переходит из льда в водяной пар), то формула для расчета конечной температуры будет выглядеть следующим образом:
m_1 * c_1 * ΔT_1 = m_2 * c_2 * ΔT_2,
300 г * 2.1 Дж/(г*°C) * (T_1 - 0) = 200 г * 2.0 Дж/(г*°C) * (100 - T_1).
После решения уравнения можно найти конечную температуру T_1.