В тонкостенной пластиковой бутылке находится m0 = 1 кг переохлажденной жидкой воды. В бутылку бросили сосульку массой m1 = 100 г, имеющую ту же температуру, что и вода в бутылке. После установления теплового равновесия в бутылке осталось m2 = 900 г жидкости. Какую температуру имела переохлажденная вода? Удельные теплоемкости воды и льда равны C1 = 4200 Дж/(кг C) и C2 = 2100 Дж/(кг С) соответственно, удельная теплота плавления льда Дж/кг.
После того, как в переохлажденную воду бросили сосульку, в воде начался процесс кристаллизации. Так как после его окончания в бутылке осталась вода, то конечная температура системы равна 0 °C. Из условия задачи следует, что в лед превратилась часть воды, равная При этом выделилось количество теплоты
Эта теплота пошла на нагрев сосульки и имевшейся вначале воды от температуры T до 0 °C, то есть на величину
Запишем уравнение теплового баланса:
Отсюда получаем температуру T = −7,7 °C.
Ответ: T = −7,7 °C.

