Как найти массу льда, если его положили в воду?

В алюминиевом колориметре массой 250 г находятся вода массой 1,2 кг при температуре 25⁰ C. В колориметр положили лед, имеющий температуру -10⁰ C. Определите массу льда, если после установления теплового равновесия температура воды оказалась равной 5⁰ C. Удельные теплоемкости льда 2,1 кДж/(кг•K), воды 4,2 кДж/(кг•K), алюминия 920 Дж/(кг•K); удельная теплота плавления льда 0,33 МДж/кг.

Решение.

При установлении теплового равновесия в рассматриваемой среде происходят следующие процессы, сопровождаемые выделением или поглощением теплоты:

• охлаждение воды, Q₁ = m₁c_в(q - t₁);

• охлаждение колориметра, Q₂ = m_ac_a(q - t₁);

• нагревание льда, Q₃ = m₂c_л(0 – t₂);

• плавление льда, Q₄ = m₂l;

• нагревание воды, получаемой при таянии льда, Q₅ = m₂c_в(q - 0).

Считая систему замкнутой, в которой не совершается работа, можно составить уравнение теплового баланса.

Отсюда находим m₂ .

Ответ: m₂ = 0.28 кг.

Источник: Подготовка к тестированию по физике. Шепелевич. В. Г.