FA = Р в воздухе - Р в воде ---------------> Р в воздухе = FA + Р в воде
FA - Архимедова сила
Р в воде = вес в воде ( 20 Н )
FA = p * g * V
p - плотность жидкости ( для воды 1000 кг / м³ )
g - ускорение свободного падения ( 10 Н / кг )
V - объём ( 80 см³ = 0,00008 м³ )
FA = 1000 * 10 * 0,00008 = 0,8 H
Р в воздухе = 20 + 0,8 = 20,8 Н
Ответ: 0 градусов.
Что же нам известно?
T1 = 0 C;
T2 = 20 C;
Q1 = 100 000 Дж;
Q2 = 75 000 Дж;
T3 - ?
Составим уравнение теплового баланса для проделаного експеримента. Обозначим массу куска льда m.
Q1 = L*m + c*m*(T2-T1);
где L = 335 000 Дж/кг - удельная теплота плавления льда,
c = 4200 Дж/К/кг - удельная теплоемкость воды (по условию, кусок льда растал, поэтому до 20 С мы нагреваем уже воду) .
С этого уравнения нам нужно извлечь масу куска льда.
Q1 = m * (L + c*T2);
m = Q1 / (L + c*T2);
m = 100 000 / (335 000 + 4200 * 20) = 100 / 419 =~ 0.24 (кг) (единици соблюдены правильно) .
Проверим, можно ли растопить кусок льда такой массы теплотой Q2.
m * L = 335 000 Дж/кг * (100 / 419) кг = 79 952 Дж =~ 80 КДж.
Как видим, теплоты Q2 будет недостаточно, так как Q2 = 75 КДж < 80 КДж, а это значит, что растанет не весь лед, поэтому внутри калориметра будет и лед, и вода, а температура останется прежней - 0 градусов по Цельсию.
Сколько будет льда и воды или их отношение - это уже другой вопрос.
Решение на картинке. Выводить формулы дальности полета не стал - если нужно, найдете в учебнике или книжке.
Единица массы не указана ( считаю 8 г)
Вниз действует сила тяжести m*g, вверх сила Ампера I*B*L
Условие равновесия m*g=I*B*L
I=m*g/B*L= 8*10^-3*10/8*10^-3*1=10 A