Для решения данной задачи используем законы сохранения энергии.

Пусть в первом случае масса воды равна 1 кг. Тогда количество теплоты, которое передастся от воды к льду, равно количеству теплоты, которое за это время поглотит лед и превратится в воду. Положим, что итоговая температура смеси равна Т градусам. Тогда по закону сохранения энергии можем записать:

1000 c_воды (40 - T) + 1000 c_льда T = 1000 c_воды (T - 0) + 1000 * L,

где c_воды - удельная теплоемкость воды, c_льда - удельная теплоемкость льда, L - удельная теплота плавления льда.

Решив данное уравнение относительно T получим итоговую температуру.

Во втором случае масса воды равна 4 кг. Тогда аналогично первому случаю, записываем уравнение:

4000 c_воды (40 - T) + 1000 c_льда T = 4000 c_воды (T - 0) + 1000 * L.

Решив данное уравнение, найдем итоговую температуру.