Лед должен нагреться до 0 градусов, на это нужно Q1=c1*m1*(0-t1)=c1*5*30=150*c1. Здесь с1 - удельная теплоемкость льда (должна быть приведена либо в самой задаче, либо в таблице удельных теплоемкостей веществ в задачнике или учебнике) кДж/(кг*град) , m1 - масса льда (5 кг) , t1 - исходная температура льда (-30 градусов Цельсия) . Далее лед должен расплавиться, на это нужно Q2=лямбда*m1=5*лямбда, где лямбда - удельная теплота плавления льда (должна быть приведена либо в самой задаче, либо в таблице удельных теплот плавления веществ в задачнике или учебнике) кДж/кг. Далее, вода, получившаяся при таянии льда, должна нагреться до конечной температуры t. На это нужно Q3=c2*m1*(t-0)=5*c2*t. Здесь с2 - удельная теплоемкость воды (должна быть приведена либо в самой задаче, либо в таблице удельных теплоемкостей веществ в задачнике или учебнике) кДж/(кг*град) . Общая затрата тепла Q1+Q2+Q3. Это тепло берется за счет охлаждения теплой воды Q4=c2*m2*(t4-t), Здесь с2 - удельная теплоемкость воды (должна быть приведена либо в самой задаче, либо в таблице удельных теплоемкостей веществ в задачнике или учебнике) кДж/(кг*град) , m2 - масса теплой воды (20 кг) , t4 - исходная температура теплой воды (70 градусов Цельсия) . Согласно закону сохранения энергии Q1+Q2+Q3=Q4. Подставляешь их выражения и решаешь относительно t.
Q₁ = c₁*m₁*(t₁ - t) Q₂ = c₂*m₂*(t - t₂) Q₁ = Q₂ c₁*m₁*(t₁ - t) = c₂*m₂*(t - t₂) c₁*m₁*t₁ - c₁*m₁*t = c₂*m₂*t - c₂*m₂*t₂ c₁*m₁*t₁ + c₂*m₂*t₂ = c₁*m₁*t + c₂*m₂*t t*(c₁*m₁ + c₂*m₂) = c₁*m₁*t₁ + c₂*m₂*t₂ t = (c₁*m₁*t₁ + c₂*m₂*t₂) / (c₁*m₁ + c₂*m₂) t = (2400 Дж/(кг*°С) * 0,523 кг * 20 °С + 4200 Дж/(кг*°С) * 0,5 кг * 5 °С) / (2400 Дж/(кг*°С) * 0,523 кг + 4200 Дж/(кг*°С) * 0,5 кг) ≈ 11°С Вопрос смешения спирта и воды очень интересен. Его изучал еще великий химик Д. И. Менделеев. Дело в том что при смешении выделяется температура при химической реакции, что мы не учли. Поэтому реальная температура будет гораздо выше.
