В калориметре находится вода массой 1,5 кг, температура которой 20 °C. В калориметр помещают лёд при температуре -10 °C. Какая температура установится в калориметре?

Однозначно определить температуру нельзя: в условии не указана масса льда. Также не дана теплоёмкость самого калориметра, которую в школьных задачах обычно считают пренебрежимо малой.

Если калориметр не учитывать, вода массой $1{,}5$ кг при охлаждении от $20^\circ C$ до $0^\circ C$ отдаст

Эта энергия идёт на нагрев льда от $-10^\circ C$ до $0^\circ C$ и, возможно, на его плавление.

На нагрев $1$ кг льда требуется:

На нагрев и плавление $1$ кг льда нужно:

Следовательно, вода сможет полностью растопить не более

льда.

Поэтому возможны разные результаты:

• если льда меньше $0{,}355$ кг, он весь растает, а итоговая температура будет выше $0^\circ C$;

• если льда около $0{,}355$ кг, весь лёд растает, и установится температура $0^\circ C$;

• если льда больше $0{,}355$ кг, в калориметре останется лёд, а температура будет $0^\circ C$ (при достаточно умеренной массе льда).

Таким образом, без массы льда численный ответ получить невозможно.