Для решения этой задачи нам нужно использовать принцип сохранения энергии, а именно - теплообмен. Мы будем считать, что тепло, которое теряет чай, равно теплу, которое получает лед. Для этого нам нужно знать следующие параметры:

• Объем чая: 150 мл (или 150 г, так как плотность воды примерно 1 г/мл).
• Температура чая: 20 градусов Цельсия.
• Температура льда: 0 градусов Цельсия (перед началом процесса плавления).
• Удельная теплоемкость воды: 4,18 Дж/(г·°C).
• Удельная теплота плавления льда: 334 Дж/г.

Теперь давайте обозначим:

• m - масса льда, которую мы хотим найти (в граммах).
• T1 - температура чая (20°C).
• T2 - конечная температура полученного напитка (например, 5°C, чтобы получить холодный чай).

Теперь мы можем записать уравнение для теплового баланса:

Тепло, теряемое чаем можно выразить как:

Где:

• m_чай = 150 г
• c_вода = 4,18 Дж/(г·°C)
• T1 = 20°C
• T2 = 5°C

Теперь подставим значения:

Теперь вычислим:

Теперь найдем, сколько тепла получает лед, пока он плавится и нагревается до конечной температуры:

Где:

• L = 334 Дж/г (удельная теплота плавления льда)
• c_вода = 4,18 Дж/(г·°C)
• T2 = 5°C

Подставим значения:

Теперь мы можем приравнять Q1 и Q2:

Теперь решим уравнение для m:

Таким образом, чтобы получить холодный чай, вам нужно добавить примерно 26,5 граммов льда в стакан чая объемом 150 мл и температурой 20 градусов Цельсия.