Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения энергии․ Когда лед плавится‚ он поглощает тепло из воды и окружающей среды․Исходя из закона сохранения энергии‚ мы можем записать уравнение⁚
(масса воды * удельная теплоемкость воды * изменение температуры воды) (масса льда * удельная теплоемкость льда * изменение температуры льда) (масса льда * удельная теплота плавления льда) 0
где⁚
масса воды ー неизвестная нам величина‚
удельная теплоемкость воды (С₁) 4‚2 кДж/(кг °С)‚
изменение температуры воды конечная температура воды (когда лед плавится) ー начальная температура воды 0 °С ー 10 °С -10 °С‚
масса льда (т₂) 0‚5 кг‚
удельная теплоемкость льда (С₂) 2‚1 кДж/(кг °С)‚
изменение температуры льда (20°С)‚ так как лед приходит в тепловой контакт с водой и достигает одной температуры с водой‚ а потом начинает плавиться‚
удельная теплота плавления льда (Х) 0‚33 МДж/кг 330 кДж/кг․Теперь мы можем записать уравнение⁚
(масса воды * 4‚2 * (-10)) (0‚5 * 2‚1 * 20) (0‚5 * 330) 0
Упростим это уравнение⁚
-42 * масса воды 21 165 0
-42 * масса воды -186
Теперь‚ чтобы найти массу воды‚ мы должны разделить обе стороны уравнения на -42⁚
масса воды -186 / -42 4‚43 кг
Ответ⁚ исходная масса воды равна 4‚43 кг (округляем до сотых)․