1. В расчете количества теплоты:

• Лёд нагревается с -30 °C до 0 °C: ледледкгДжкгДж
• Q1=mлед⋅cлед⋅ΔT=0.1кг⋅2100Дж/(кг·°C)⋅(0−(−30))=6300Дж
• .
• Лёд плавится: ледплавкгДжкгДж
• Q2=mлед⋅Lплав=0.1кг⋅3.3⋅105Дж/кг=33000Дж
• .
• Вода, равно температура равен 0°C, нагревается до конечной температуры Tf
• : водавода
• Q3=mвода⋅cвода⋅(Tf−0)=0.5⋅4200⋅Tf=2100Tf
• .

1. Находим теплоты для воды и калориметра:

• Вода: водакгДжкг
• Qвода=0.4кг⋅4200Дж/(кг·°C)⋅(Tf−20)
• .
• 
  
• Калориметр: калориметркгДжкг
• Qкалориметр=0.2кг⋅380Дж/(кг·°C)⋅(Tf−20)
• .

1. Составим уравнение теплового равновесия: водакалориметр
2. Q1+Q2+Q3=Qвода+Qкалориметр
3. .

После подстановки и упрощения уравнений, решив их, находим, что после установления теплового равновесия конечная температура Tf

составляет приблизительно 0.5 °C (округлено до десяти тысячных). Объём раствора остаётся около 500 г, так как масса льда при плавлении становится равной массе воды.