Температура, которая установится в колориметре, можно найти с помощью формулы теплового баланса. Учитывая, что изначальная температура воды составляет 20ºС, а температура льда -10ºС, и масса льда равна 40 кг, можно использовать следующую формулу:
m1 * c1 * ΔT1 = m2 * c2 * ΔT2
где m1 - масса воды, c1 - удельная теплоемкость воды, ΔT1 - изменение температуры воды, m2 - масса льда, c2 - удельная теплоемкость льда, ΔT2 - изменение температуры льда.
Поскольку лед не меняет свою фазу (не плавится), то его изменение температуры равно разности начальной температуры (−10ºС) и конечной температуры (T):
ΔT2 = T - (-10)
Так как в конце установится равновесие, изменение температуры воды будет равно изменению температуры льда:
ΔT1 = -ΔT2
Теперь мы можем составить и решить уравнение:
m1 * c1 * (-ΔT2) = m2 * c2 * ΔT2
(1,5 кг) * (1 ккал/гºС) * (-ΔT2) = (40 кг) * (0,5 ккал/гºС) * ΔT2
После расчетов получаем:
-1,5ΔT2 = 20ΔT2
21ΔT2 = 0
ΔT2 = 0
Это значит, что конечная температура колориметра будет равна 0ºС.
