В распоряжении лаборанта имеется набор одинаковых по массе, температуре и форме кусочков льда и теплоизолированный калориметр, полностью заполненный водой при температуре °С.
°С.
°С.
Ледяные кубики при плавании не касаются дна и стенок калориметра. Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь. Удельная теплоёмкость воды Дж/кг · °С,
Дж/кг · °С,
кДж/кг.
Поскольку калориметр полностью заполнен водой, а в воду погружают лёд, то часть воды из сосуда выливается, при этом объем вытесненной воды равна объему кусочка льда. Также это означает, что при полном таянии льда, уровень воды в калориметре не изменяется. Пусть C — теплоёмкость воды в калориметре, за вычетом вытесненной после погружения кусочка льда, теплоёмкость воды, образованной после таяния кусочка льда, Cк, Q0 — количество теплоты, необходимое для нагревания кусочка льда до температуры плавления и полного плавления льда.
Исходя из того, что следует, что первые два кусочка льда растаяли, и есть основания полагать, что третий тоже растает полностью. Исходя из того, что первый кусочек льда полностью растает, уравнение теплового баланса при опускании первого кусочка льда:
Исходя из того, что второй кусочек льда полностью растает, уравнение теплового баланса при опускании второго кусочка льда:
В предположении того, что третий кусочек льда полностью растает, уравнение теплового баланса при опускании третьего кусочка льда:
Решив (1), (2) и (3) совместно, получим:
Например, из (1) и (2)
из (2) и (3)
откуда
Выполнена проверка:
Ответ:

