Dane:

$m_1=0,5\mathrm{kg}$

$t_1={16}^{\circ }\text{C, czyli }{T}_1=289\text{K}$

$t_2=-25{}^{\circ }\text{C, czyli }{T}_2=248\text{K}$

$t_3={-1}^{\circ }\text{C, czyli }{T}_3=272\text{K}$

$c_l=2100\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{kg}\cdot \mathrm{K}}$

$c_t=334000\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{kg}}$

$c_w=4200\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{kg}\cdot \mathrm{K}}$

Rozwiązując to zadanie skorzystamy również z:

▶ temperatura krzepnięcia wody: $t_0=0{}^{\circ }\mathrm{C}$, czyli $T_0=273\text{K}$.

 

$\mathrm{9.1.}$

Szukane:

$m_2=?$

Rozwiązanie:

Woda będzie oddawać ciepło w trzech etapach. Początkowo będzie ochładzać się do temperatury krzepnięcia, następnie zmieniać stan skupienia z ciekłego w stały, a ostatecznie powstały lód będzie zmniejszać swoją temperaturę. Ciepło oddawane przez wodę będzie odbierane przez bryłę lodu. Zgodnie z bilansem cieplnym, ilość ciepła oddana przez wodę podczas schładzania i krzepnięcia będzie taka sama, jak ilość ciepła pobrana przez lód, co możemy zapisać jako: