Можете помочь по физике? В калориметре находится вода массой 500 г при температуре 5∘C. К ней долили ещё 200 г воды с температурой 15∘C и положили 200 г льда с температурой –50∘C. Удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/(кг⋅∘C), удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг⋅∘C), удельная теплота плавления льда 340 кДж/кг.
Как в результате установления теплового равновесия изменится масса льда в калориметре?
уменьшится
увеличится
останется неизменной

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нужно использовать закон сохранения энергии. При установлении теплового равновесия суммарное количество тепла, отданное одним телом, равно суммарному количеству тепла, принятому другим телом.

Сначала найдем количество тепла, которое отдаст вода с температурой 15∘C и массой 200 г
Q1 = c m (T1 - Tср)
где c - удельная теплоемкость воды, m - масса воды, T1 - начальная температура воды, Tср - средняя температура после установления равновесия.

Q1 = 4200 0.2 (15 - Tср).

Затем найдем количество тепла, которое примет вода с температурой 5∘C и массой 500 г, и лед
Q2 = c m (T2 - Tср) + L * m
где L - удельная теплота плавления льда.

Q2 = 4200 0.5 (5 - Tср) + 340 * 0.2.

Так как сумма количеств теплоты, отданного водой с температурой 15∘C, и количества теплоты, принятого водой с температурой 5∘C и льдом, равна нулю (тепловое равновесие), то Q1 = -Q2.

4200 0.2 (15 - Tср) = -4200 0.5 (5 - Tср) - 340 * 0.2.

Решив это уравнение, найдем Tср = -5,7∘C.

Так как средняя температура после установления равновесия меньше 0∘C, лед в результате плавления уменьшит свою массу. Следовательно, изменится масса льда в калориметре - уменьшится.