Dane:

$m_l=50\text{g}=0,05\text{kg}$

$T_l=-{20}^{\circ }\text{C}=253\text{K}$

$T_w=0^{\circ }\text{C}=273\text{K}$

$c_l=2100\frac{\text{J}}{\text{kg K}}$

$L_t=335000\frac{\text{J}}{\text{kg}}$

Szukane:

$m=?$

Rozwiązanie:

Woda będzie oddawała ciepło na skutek krzepnięcia, a lód będzie je pobierał i ogrzewał się do temperatury 0°C. Zapiszmy równanie bilansu cieplnego:

$Q_{\text{oddane}}=Q_{\text{pobrane}}$

$m\cdot L_t=m_l\cdot c_l\cdot \Delta T_l$

$m-\text{masa wody jaka uległa zamarznięciu}$

$m=\frac{m_l\cdot c_l\cdot \Delta T_l}{L_t}$

$m=\frac{m_l\cdot c_l\cdot \left(T_w-T_l\right)}{L_t}$

$m=\frac{0,05\text{kg}\cdot 2100\frac{\text{J}}{\text{kg K}}\cdot \left(273\text{K}-253\text{K}\right)}{335000\frac{\text{J}}{\text{kg}}}=0,0063\text{kg}$

$m=6,3\text{g}$

Całkowita masa lodu w wodzie będzie równa:

$M=m+m_l=6,3\text{g}+50\text{g}=56,3\text{g}$