Після того, як всі лід розтав, яка була температура утвореної води, і скільки води виявилось у калориметрі?

Для того чтобы решить эту задачу, нам понадобятся данные о начальной и конечной температуре, массе и теплоемкости воды и калориметра.

1. Давайте первым делом определимся с формулой, которую мы будем использовать. Для нашего случая подойдет формула для вычисления переданного тепла:

\( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \),

где \( Q \) - переданное тепло, \( m \) - масса вещества, \( c \) - удельная теплоемкость вещества, \( \Delta T \) - изменение температуры.

2. Зная эту формулу, мы можем перейти к решению задачи. Допустим, в калориметре находилась некоторая масса воды, которая была охлаждена до комнатной температуры. Обозначим эту массу воды как \( m_{\text{воды}} \), а начальную температуру воды как \( T_{\text{нач}} \).

3. После того, как все лед растаял, система находилась в состоянии теплового равновесия. Пусть конечная температура воды и калориметра будет обозначена как \( T_{\text{кон}} \). Для удобства обозначим также массу калориметра как \( m_{\text{кал}} \) и его удельную теплоемкость как \( c_{\text{кал}} \).

4. Согласно условию задачи, вся переданная калориметру энергия была потрачена на нагревание воды. Поэтому количество тепла, которое было передано, равно количеству тепла, которое поглотила вода:

\( Q = Q_{\text{воды}} \),

где \( Q_{\text{воды}} \) - переданное тепло воде.

5. Подставим значения в формулу для переданного тепла:

\( Q = m_{\text{воды}} \cdot c_{\text{воды}} \cdot \Delta T_{\text{воды}} \),

где \( c_{\text{воды}} \) - удельная теплоемкость воды, \( \Delta T_{\text{воды}} \) - изменение температуры воды.

6. Также по условию задачи известно, что температура воды изначально была ниже комнатной и остывала до комнатной температуры. То есть \( \Delta T_{\text{воды}} \) равно разности начальной и конечной температур:

\( \Delta T_{\text{воды}} = T_{\text{кон}} - T_{\text{нач}} \).

7. Зная все эти значения, мы можем выразить массу воды исходя из переданного тепла и удельной теплоемкости:

\( m_{\text{воды}} = \frac{Q}{c_{\text{воды}} \cdot \Delta T_{\text{воды}}} \).

8. Теперь, когда у нас есть значение \( m_{\text{воды}} \), мы можем найти массу калориметра с помощью информации о переданном тепле и удельной теплоемкости калориметра:

\( m_{\text{кал}} = \frac{Q}{c_{\text{кал}} \cdot \Delta T_{\text{кон}}} \).

Здесь \( \Delta T_{\text{кон}} \) - разность конечной температуры и комнатной температуры.

Таким образом, чтобы определить конечную температуру воды и массу воды в калориметре, необходимо знать переданное тепло (\( Q \)), удельную теплоемкость воды (\( c_{\text{воды}} \)), начальную температуру воды (\( T_{\text{нач}} \)), удельную теплоемкость калориметра (\( c_{\text{кал}} \)), конечную температуру (\( T_{\text{кон}} \)) и комнатную температуру. Подставив эти значения в вышеуказанные формулы, мы можем получить ответ на задачу.