В калориметре находится вода, масса которой 80 г и температура 0 в степени ° С. В него добавляют кусок льда, масса которого 50 г и температура минус 10 в степени ° С. Какой будет температура содержимого калориметра после установления в нём теплового равновесия? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Задание 23 ЕГЭ по физике: В калориметре находится вода, масса которой 80 г и температура 0…

№2. Задание 23

ID: 00018094

В калориметре находится вода, масса которой $80$ г и температура $0\,^\circ$ С. В него добавляют кусок льда, масса которого $50$ г и температура $-10\,^\circ$ С. Какой будет температура содержимого калориметра после установления в нём теплового равновесия? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Источник: Сборник «Отличный Результат 2026»

Решение

Идея

Это задача-ловушка: тут надо не считать, а рассуждать. Вода уже при $0\,^\circ$ С, остывать ниже нуля без замерзания она не может. Холодный лёд ( $-10\,^\circ$ С) хочет нагреться до $0\,^\circ$ С и для этого «забирает» тепло. Откуда взять тепло? Только если часть воды замёрзнет (отдаст теплоту кристаллизации). Проверим, хватит ли воды.

Шаг 1. Сколько тепла нужно льду

Чтобы нагреть лёд до $0\,^\circ$ С: $Q_{лёд}=c_{льда}m_{льда}\cdot 10=2100\cdot 0{,}05\cdot 10=1050$ Дж.

Шаг 2. Может ли вода это дать

Если бы замёрзла вся вода, она отдала бы $\lambda m_в=3{,}3\cdot 10^5\cdot 0{,}08=26400$ Дж — это многократно больше нужных $1050$ Дж. Значит замёрзнет лишь крошечная часть воды, лёд нагреется ровно до $0\,^\circ$ С, и дальше система останется при нуле: и вода, и лёд сосуществуют.

Ответ: 0 °С

Ответ

Ответ: 0 °С