В емкость, в которой содержится 2 кг воды при 5 градусах цельсия, положили кусок льда массой 5 кг, имеющий температуру -40 градусов. Найти температуру и объём смеси после установления теплового равновесия. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/( кг*С), удельная теплоемкость льда 2100 Дж( кг*С), при 0 градусов плотность воды 1000 кг/м3, а плотность льда 920 кг/м3, удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг. Теплоемкостью емкости и потерями теплоты пренебречь

1)поверхностное натяжение – сила, отнесенная к единице длины контура, ограничивающего поверхность раздела фаз (размерность Н/м); эта сила действует тангенциально к поверхности и препятствует ее самопроизвольному увеличению.2)Потому что на каждую молекулу жидкости действуют силы притяжения со стороны других молекул. 
Поэтому каждая молекула стремится вжаться внутрь капли. 
А это означает, что капля принимает форму с наименьшей поверхностью - шар. 
И поверхность эта давит внутрь капли с какой-то силой - это и есть сила поверхностного натяжения.

Предположим, весь лед растает.
На это потребуется 680 кДж.
Горячая вода может остыть только до 0, отдав при этом 378 кДж. С учетом потерь - 341 кДж
Значит весь лед растопить не удастся.
Для нагревания на 5 градусов 2 кг льда нужно 2100*2*5=21 кДж (уд. теплоемкость льда 2100 Дж/(кг*К) )
Вся остальная теплота (341-21=320 кДж) уйдет на плавление части льда.
Расплавить мы сумеем 320/340=0.94 кг льда.
В результате получим равновесную систему лед+вода при температуре 0 градусов, в которой будет 1,94 кг воды и 1,06 кг льда