У термосі знаходиться 1,5 л чаю при температурі 90ºС. Яку масу льоду при температурі 0ºС потрібно кинути у термос, щоб чай охолов до 40ºС. Теплоємність та густину чаю вважати такими ж, як у води. Не забувайте, що після танення льоду утвориться вода при 0ºС.

Для вирішення цієї задачі, ми можемо використати рівняння теплового балансу. За умовою маємо:

Qпочаткове + Qтанення = Qкінцеве

Тут Qпочаткове - тепло від 90ºС чаю, Qтанення - тепло, яке поглине лід, Qкінцеве - тепло після змішування води та чаю до 40ºС.

Тепло Q визначається за формулою: Q = m ⋅ c ⋅ Δt, де m - маса, c - теплоємність, Δt - різниця у температурах.

Таким чином, у нашому випадку:

(1,5 л) ⋅ c(чай) ⋅ (90ºС - 40ºС) + m(льоду) ⋅ c(вода) ⋅ (0ºС - 0ºС) = (1,5 л + m(льоду)) ⋅ c(вода) ⋅ (40ºС - 0ºС)

Після спрощення маємо:

(1,5 ⋅ 50) + m ⋅ 0 = (1,5 + m) ⋅ 40

Розв'язуємо рівняння із невідомим m:

75 + 0 = 60 + 40m

40m = 15

m = 15 / 40

m = 0,375 кг

Таким чином, потрібно кинути 0,375 кг льоду у термос, щоб чай охолодився до 40ºС.