Лёд и мокрый снег в калориметре

Лёд в калориметре только нагревается. Мокрый снег при \(0^\circ\)C часть воды замерзает, а затем весь он охлаждается до \(t_2\). Запишите баланс теплоты.

Имевшийся в калориметре лёд массой \(m_1\) нагрелся от температуры \(t_1\) до температуры \(t_2\). Необходимое для этого количество теплоты равно: \[Q_1 = m_1 C (t_2 - t_1).\] Мокрый снег представляет собой смесь воды и льда, находящихся при температуре \(0^\circ\)C. Количество теплоты, выделившееся при охлаждении снега до конечной температуры \(t_2\), равно \[Q_2 = M\lambda + m_2 C (0^\circ - t_2) = M\lambda - m_2 C t_2.\] Здесь первое слагаемое — количество теплоты, выделившееся при замерзании воды массой \(M\) при температуре \(0^\circ\)C, второе — количество теплоты, выделившееся при охлаждении льда массой \(m_2\) от \(0^\circ\)C до конечной температуры \(t_2\). Приравнивая \(Q_1\) и \(Q_2\), находим массу \(M\) воды в мокром снеге: \[M = \frac{C}{\lambda}\left(m_1 (t_2 - t_1) + m_2 t_2\right).\] Подставим числовые значения: \[M = \frac{2{,}1\ \text{кДж/(кг}\cdot{}^\circ\text{C)}}{330\ \text{кДж/кг}}\left(80\ \text{г} \cdot (-2^\circ\text{C} + 10^\circ\text{C}) + 30\ \text{г} \cdot (-2^\circ\text{C})\right) = 3{,}7\ \text{г}.\]