Чтобы рассчитать установившуюся в указанном калориметре температуру, рассмотрим равенство (баланс):
Св * mв * (tвн - t) = Cл * mл * (0 - tнл) + λл * mл + Св * mл * (t - 0).
Const: Св — уд. теплоемкость воды (Св = 4200 Дж/(кг*К)); Сл — уд. теплоемкость льда (Сл = 2100 Дж/(кг*К)); λл — уд. теплота плавления льда (λл = 3,4 * 105 Дж/кг).
Переменные: tвн — начальная температура воды (tвн = 12 ºС); mв — масса воды (mв = 200 г = 0,2 кг); mл — масса брошенного льда (mл = 15 г = 0,015 кг); tнл — начальная температура льда (tнл = -10 ºС).
Расчет: 4200 * 0,2 * (12 - t) = 2100 * 0,015 * (0 - (-10)) + 3,4 * 105 * 0,015 + 4200 * 0,015 * t.
10080 - 840t = 315 + 5100 + 63t.
10080 - 315 - 5100 = 63t + 840t.
4665 = 903t.
t = 4665 / 903 = 5,17 ºС.
Ответ: В указанном калориметре установится температура 5,17 ºС.