Odpowiedź:
Maksymalna masa lodu, który w warunkach z zadania stopnieje całkowicie to 47 g.
Wyjaśnienie:
Do obliczeń przyjmę następujące wartości ciepła właściwego wody, ciepła właściwego lodu oraz ciepła topnienia lodu:
[tex]c_w = 4190 \left[\dfrac{J}{kg\cdot K}\right]\\\\c_l = 2100 \left[\dfrac{J}{kg\cdot K}\right]\\\\c_T = 334000\left[\dfrac{J}{kg}\right][/tex]
Z jednej strony woda dostarczy nam ciepło:
[tex]Q = c_w\cdot m\cdot\Delta T = 4190\cdot \text{0,2}\cdot 20=16760\;[J][/tex]
Z drugiej strony to ciepło musi wystarczyć na ogrzanie i stopienie lodu. Dla masy [tex]m[/tex] będzie to:
[tex]Q=c_l\cdot m\cdot\Delta T+m\cdot c_T = m\cdot(c_l\cdot \Delta T+c_T)=m\cdot(2100\cdot 10+334000)=m\cdot 355000\;[J][/tex]
Zakładam brak strat cieplnych, więc powyższe ilości ciepła muszą być sobie równe:
[tex]m\cdot 355000 = 16760\\\\m = \dfrac{16760}{355000}\approx \text{0,047}\;[kg] = 47\;[g][/tex]
