В калориметр, теплоемкостью которого можно пренебречь, брошен кусок льда массой 20 г при температуре - 15°C. Затем в калориметр наливают воду при 70°C. Окончательная температура, которая устанавливается в калориметре, равна 10°C. Сколько воды было налито в калориметр?

mл = 20 г = 0,02 кг.

Cл = 2100 Дж/кг*°С.

q = 3,4 * 10⁵ Дж/кг.

tл = - 15 °С.

t1 = 0 °С.

tв = 70 °С.

t2 = 10 °С.

Cв = 4200 Дж/кг*°С.

mв - ?

Так как теплоемкостью калориметра можно пренебречь по условию задачи, то количество теплоты Qв, которое выделяется при остывании воды, идет на нагревание льда до температуры плавления Q1, его плавление при этой температуре Q2, нагревание полученной из льда воды Q3: Qв = Q1 + Q2 + Q3.

Qв = Cв * mв * (tв - t2).

Q1 = Cл * mл * (t1 - tл).

Q2 = q * mл.

Q3 = Cв * mл * (t2 - t1).

Cв * mв * (tв - t2) = Cл * mл * (t1 - tл) + q * mл + Cв * mл * (t2 - t1).

mв = mл * (Cл * (t1 - tл) + q + Cв * (t2 - t1)) / Cв * (tв - t2).

mв = 0,02 кг * (2100 Дж/кг*°С * (0 °С - ( - 15 °С)) + 3,4 * 10⁵ Дж/кг + 4200 Дж/кг*°С * (10 °С - 0 °С)) / 4200 Дж/кг*°С * (70 °С - 10 °С) = 0,033 кг.

Ответ: в калориметр налили mв = 0,033 кг воды.