Фазовые Переходы — Задание 8 ЕГЭ по физике №00015730

Идея

Тёплая вода отдаёт теплоту, а лёд её получает. Запишем баланс: сколько одна сторона отдала, столько другая забрала ($Q_{отд} = Q_{получ}$). Важно не забыть, что лёд проживает две жизни: сначала тает при $0\,^\circ C$, а уже потом получившаяся талая вода греется до конечных $5\,^\circ C$.

Шаг 1. Сколько отдаёт тёплая вода

Она остывает с $55$ до $5\,^\circ C$, то есть на $50$ градусов:

$Q_{отд} = c_{в} m_{в} \Delta t = 4200 \cdot 0{,}15 \cdot 50 = 31500$ Дж.

Шаг 2. Сколько забирает лёд

Сначала плавление, потом нагрев талой воды на $5$ градусов:

$Q_{получ} = \lambda m_{л} + c_{в} m_{л} \cdot 5 = m_{л}\,(330000 + 21000) = 351000\, m_{л}$.

Шаг 3. Приравниваем

$31500 = 351000\, m_{л} \Rightarrow m_{л} \approx 0{,}0897$ кг $\approx 90$ г.