В калориметр. содержащий 450 г льда при температуре -8 °С. налили 0.27 л кипятка при температуре 100 °С. Найти температуру. которая установится в калориметре после завершения теплообмена. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кгС), удельная теплоемкость льда
2100 ДЖИ(кг.°С), удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг. ответ выразить в °С. округлив до целого значения

Сначала определим количество теплоты, которое выделится при охлаждении кипятка до температуры, при которой начнется замерзание льда:

Q1 = m1 * c1 * (T1 - T2), где

m1 - масса кипятка, кг (переведем литры в кг: 0.27 л * 1 кг/л = 0.27 кг)

c1 - удельная теплоемкость воды, Дж/(кг·°С)

T1 - начальная температура кипятка, °С

T2 - температура замерзания льда, °С (равна 0 °С)

Q1 = 0.27 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * (100 °С - 0 °С) = 113400 Дж

Затем определим количество теплоты, которое поглотится при плавлении льда:

Q2 = m2 * L, где

m2 - масса льда, кг

L - удельная теплота плавления льда, кДж/кг (переведем в Дж/кг: 330 кДж/кг * 1000 Дж/кДж = 330000 Дж/кг)

m2 = m1 = 0.45 кг

Q2 = 0.45 кг * 330000 Дж/кг = 148500 Дж

Теперь найдем конечную температуру смеси:

Q1 = Q2 + m3 * c3 * (T3 - T2), где

m3 - масса воды, которая образуется при охлаждении кипятка до температуры замерзания льда, кг

c3 - удельная теплоемкость воды, Дж/(кг·°С)

T3 - начальная температура воды, °С (равна 100 °С)

T2 - температура замерзания льда, °С (равна 0 °С)

Найдем массу воды:

m3 = V * p, где

V - объем воды, л (переведем в кг: 0.27 л * 1 кг/л = 0.27 кг)

p - плотность воды, кг/л (при температуре 0 °С)

m3 = 0.27 кг/л * 1 кг/л = 0.27 кг

Теперь найдем конечную температуру:

T3 = (Q1 - Q2) / (m3 * c3) + T2 = (113400 Дж + 148500 Дж) / (0.27 кг * 4200 Дж/(кг·°С)) + 0 °С ≈ -2 °С

ответ: -2 °С (округляем до целого значения).