ID: 00021760
В калориметр поместили $200$ г мокрого снега и долили $200$ г воды при температуре $100$ °C. После этого снег растаял, и в калориметре установилась температура $20$ °C. Сколько воды содержал мокрый снег первоначально?
Источник: ФИПИ
Задача — близнец предыдущей, только теперь ищем не лёд, а воду внутри снега. Хитрость простая: весь снег весит $200$ г и состоит из льда и воды. Найдём массу льда из теплового баланса, а вода — это остаток до $200$ г.
Мокрый снег — лёд и вода при $0$ °C. Калориметр не выпускает тепло, поэтому тепло, отданное горячей водой при остывании со $100$ до $20$ °C, целиком уходит на плавление льда и нагрев всей снеговой массы до $20$ °C:
$cm_0(t_0-t_{\text{к}})=\lambda m_{\text{л}}+cm\,t_{\text{к}}$, где $m_0=0{,}2$ кг, $m=0{,}2$ кг.
Масса льда: $m_{\text{л}}=\dfrac{4200\cdot0{,}2\cdot80-4200\cdot0{,}2\cdot20}{3{,}3\cdot10^5}=\dfrac{50\,400}{330\,000}\approx0{,}15$ кг.
Вода в снеге — остаток: $m_{\text{в}}=m-m_{\text{л}}\approx0{,}2-0{,}15=0{,}05$ кг.
$m_{\text{в}}\approx0{,}05$ кг ($\approx50$ г воды)