Дано:
m1(стали)=0.156 кг
m2(калориметра)=0,045 кг
m3(воды)=0,1 кг
t1(воды)=17 С
t2(стали)=100 С
t3(смеси)=29 С
С2(калориметра)=890 Дж/кгС
С3(воды)=4200 Дж/кгC
для решения этой задачи воспользуемся уравнением теплогого баланса: Q1=-Q2(это общий вид). По условию задачи, стальной цилиндр отдает энергию, а калориметр с водой-поглащает. Соотвественно, уравнение принимает вид:
Q1(калориметра)+Q2(воды)=-Q3(стали);
С3m3*(t3-t1)+ C2*m2*(t3-t1)=-(C1*m1*(t1-t2))
4200 Дж/кг С*0,1 кг*(29 C-17 C)+890 Дж/кгС*0,045 кг(29C-17C)=-(0.156 кг*C1*(29C-100C)
5040Дж+480.6 Дж=11.076*C1
C1=(5040+480.6)/11,076=498( приближенно равно табличному значению)
На плавление ушло 10Q
10Q=λm
m=10Q/340 000=Q/34000
На нагревание льда ушло Q
Q=c*m*Δt=cm*to (лед нагревался от to до 0°С; Δt=to)
Q=2050*(Q/34 000)*to
34 000=2050*to
to=34 000/2050=16,59°C
ответ: лед стали нагревать, когда его температура была ≈ -17°С.