Для решения этой задачи воспользуемся уравнением теплового баланса:

m1c1(T1 - T) + m2c2T = 0,

где m1 — масса воды в кастрюле, c1 — удельная теплоемкость воды, T1 — начальная температура воды, T — конечная температура воды, m2 — масса льда, c2 — удельная теплоемкость льда.

Известно, что м1 = 1 кг, c1 = 4186 Дж/кг∙°C, T1 = 0°C, Т = 40°C, c2 = 2100 Дж/кг∙°C.

Таким образом, уравнение примет вид:

14186(0 - 40) + m2210040 = 0.

Решив это уравнение, найдем массу льда, которая необходима для достижения температуры 40°C:

-1418640 + m2210040 = 0,
-167440 + 84000m2 = 0,
84000m2 = 167440,
m2 ≈ 2 кг.

Следовательно, для достижения температуры 40°C необходимо бросить в кастрюлю около 2 кг льда.