Лёд в калориметре

Лёд нагревается до \(0\) °C, вода полностью превращается в лёд, и вся полученная смесь охлаждается до \(-2\) °C.

Количество теплоты, необходимое для нагревания льда до температуры \(t\): \(Q = c_1 m_1 (t - t_1)\), где \(t_1 = -5\) °C — начальная температура льда.

Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении воды до \(0\) °C: \(Q_1 = c_2 m_2 (t_2 - t_0)\), \(t_2 = 20\) °C.

Количество теплоты, выделяющееся при отвердевании воды при \(0\) °C: \(Q_2 = \lambda m_2\).

Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении льда, полученного из воды, до температуры \(t\): \(Q_3 = c_1 m_2 (t_0 - t)\).

Уравнение теплового баланса: \(Q = Q_1 + Q_2 + Q_3\). Отсюда $$m_2 = \frac{c_1 m_1 (t - t_1)}{c_2(t_2 - t_0) + \lambda + c_1(t_0 - t)} \approx 15 г.$$

Ответ: \(m_2 \approx 15\) г.