Давайте решим задачу о том, какова будет конечная температура смеси, когда мы добавляем лед в воду. Мы будем учитывать только плавление льда и нагрев воды, игнорируя теплообмен с окружающей средой.

Для начала, определим, что нам нужно знать:

• Масса воды (m1) = 200 г
• Начальная температура воды (T1) = 20°С
• Масса льда (m2) = 100 г
• Начальная температура льда (T2) = 0°С
• Удельная теплота плавления льда (L) = 334 Дж/г
• Удельная теплоемкость воды (c) = 4.18 Дж/(г·°С)

Теперь начнем решать задачу шаг за шагом.

1. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для плавления льда:

Количество теплоты, необходимое для плавления льда, можно найти по формуле:

Q1 = m2 * L

Где:

• Q1 - количество теплоты, необходимое для плавления льда;
• m2 - масса льда;
• L - удельная теплота плавления льда.

Подставим значения:

Q1 = 100 г * 334 Дж/г = 33400 Дж

2. Рассчитаем количество теплоты, которое выделяется при охлаждении воды:

При охлаждении воды до 0°С количество теплоты, которое выделяет вода, можно найти по формуле:

Q2 = m1 * c * (T1 - T_f)

Где:

• Q2 - количество теплоты, выделяемое водой;
• m1 - масса воды;
• c - удельная теплоемкость воды;
• T_f - конечная температура смеси.

Мы пока не знаем T_f, но можем записать уравнение для теплового баланса. Вся теплота, выделяемая водой, пойдет на плавление льда:

Q2 = Q1

3. Подставим известные значения в уравнение:

m1 * c * (T1 - T_f) = m2 * L

200 г * 4.18 Дж/(г·°С) * (20°С - T_f) = 33400 Дж

4. Решим полученное уравнение для T_f:

836 Дж/°С * (20°С - T_f) = 33400 Дж

20°С - T_f = 33400 Дж / 836 Дж/°С

20°С - T_f = 40°С

T_f = 20°С - 40°С = -20°С

5. Поскольку конечная температура не может быть отрицательной, это означает, что весь лед не плавится, и конечная температура будет 0°С.

Таким образом, когда лед добавляется в воду, он начинает плавиться, и в процессе плавления температура смеси не поднимается выше 0°С, пока весь лед не растает.

Ответ: Конечная температура смеси будет 0°С.