Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Сначала найдем количество теплоты, которое выделится при охлаждении пара до получения жидкой воды. Для этого воспользуемся формулой:

Q = mcΔT,

где
Q - количество теплоты,
m - масса водяного пара,
c - удельная теплоемкость воды,
ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды c = 4,186 Дж/(г*°C).

Q = 80 г 4,186 Дж/(г°C) * (100°C - 0°C) = 33488 Дж.

Теплота, выделяемая при охлаждении водяного пара до жидкости, пойдет на нагревание льда до температуры равновесия.

Для нахождения этой температуры воспользуемся формулой:

m1c1ΔT1 = m2c2ΔT2,

где
m1, c1, ΔT1 - масса, удельная теплоемкость и изменение температуры льда,
m2, c2, ΔT2 - масса, удельная теплоемкость и изменение температуры воды.

m1 = 500 г,
c1 = 2,09 Дж/(г*°C), так как это удельная теплоемкость льда,
ΔT1 - искомая температура.

m2 = 80 г,
c2 = 4,186 Дж/(г*°C), так как это удельная теплоемкость воды,
ΔT2 = 100°C - ΔT.

500 г 2,09 Дж/(г°C) ΔT = 80 г 4,186 Дж/(г°C) (100°C - ΔT).

Решив уравнение, получаем ΔT ≈ 45,9°C.

Таким образом, установившаяся температура в калориметре после впускания водяного пара будет -10°C + 45,9°C = 35,9°C.