m1 = 500 г = 0.5 кг
m2 (воды) = pV = 0,004 * 1000 = 4 кг
t1 = 30 C
t2 = 0 C
L = 330000 Дж/кг
c = 4200 Дж/кг * К
t3 - ?
Q = Lm
Q = cm(t2-t1)
Q = 33 * 10^4 * 0.5 = 165 000 Дж = 165 кДж.
Для того, чтобы определить изменение температуры, необходимо знать, сколько теплоты отдает вода при охлаждении на 1 С:
Q = cmdT
Q = 4200 * 4 * 1 = 16800 Дж.
Теперь найдем изменение температуры при таянии льда:
165 000/16800 = 9.8 С
Найдем изменение температуры:
30 - 9.8 = 20.2 С
Теперь мы имеем воду при температуре 20.2 С массой 4 кг и воду при температуре 0 С массой 0.5 кг. Ну и теперь, зная отношение масс ( 8:1) можем найти температуру смеси:
T = 20.2 * 8/9 = 18 C.
Хотя условия сформулированы нечетко, будем полагать, что 200 кг- масса самой лодки без мальчика, а скорость прыжка мальчика дана относительно лодки.
Тогда, ее импульс вместе с мальчиком до его прыжка
p=mv=200кг·2м/с+50кг·2м/с+=400+100=500 кг·м/с
Выпрыгнув против движения, мальчик имеет в неподвижной системе координат скорость 4-2=2 м/с и импульс p=mv=50кг·2м/с=100 кг·м/с
По закону сохранения импульса, такой же импульс прибавляется у лодки.
В то же время, она лишилась прежнего импульса сидевшего в ней мальчика 100 кг·м/с, численно равного прибавке импульса от его прыжка.
Поэтому, импульс лодки остался 500 кг·м/с, а ее новая скорость v=p/m=500 кг·м/с / 200 кг= 2.5 м/с
