Почему нагретые слои жидкости или газа поднимаются, а холодные опускаются?

Нагретые слои жидкости или газа обладают меньше плотностью за счет увеличения объема. При нагревании тела расширяются.
На них со стороны холодных слоев действует выталкивающая, архимедова сила. F = ρх*g*Vн
ρх - плотность холодного газа или жидкости
Vн - объем нагретого газа или жидкости
Вспомни монгольфьер (воздушный шар) воздух в нем нагревают газовой горелкой. 

ответ: 0 градусов.

Что же нам известно?
T1 = 0 C;
T2 = 20 C;
Q1 = 100 000 Дж;
Q2 = 75 000 Дж;
T3 - ?

Составим уравнение теплового баланса для проделаного експеримента. Обозначим массу куска льда m.
Q1 = L*m + c*m*(T2-T1);
где L = 335 000 Дж/кг - удельная теплота плавления льда,
c = 4200 Дж/К/кг - удельная теплоемкость воды (по условию, кусок льда растал, поэтому до 20 С мы нагреваем уже воду) .
С этого уравнения нам нужно извлечь масу куска льда.
Q1 = m * (L + c*T2);
m = Q1 / (L + c*T2);
m = 100 000 / (335 000 + 4200 * 20) = 100 / 419 =~ 0.24 (кг) (единици соблюдены правильно) .
Проверим, можно ли растопить кусок льда такой массы теплотой Q2.
m * L = 335 000 Дж/кг * (100 / 419) кг = 79 952 Дж =~ 80 КДж.
Как видим, теплоты Q2 будет недостаточно, так как Q2 = 75 КДж < 80 КДж, а это значит, что растанет не весь лед, поэтому внутри калориметра будет и лед, и вода, а температура останется прежней - 0 градусов по Цельсию.
Сколько будет льда и воды или их отношение - это уже другой вопрос.

1) масса = плотность * объём m=p*V 0,5 литр = 0,005 м³ плотность смотрим в таблице масса спирта = 790кг/м³ * 0,005м³ = 3,95кг масса молока = 1027 кг/м³ * 0,005 м³ = 5,135 кг масса ртути = 13546 кг/м³ * 0,005 м³ = 67,73кг 2)масса = 108 г ., по таблице плотности твёрдых тел плотность льда = 0,90 г/см³ чтобы найти объём надо массу разделить на плотность. V=m/p V= 108 : 0,90 = 120 грамм или 0,12 килограмм 3)Нужно умножить плотность керосина на объем бутыли : m=p*V (p=800 кг/м³ - плотность керосина) 5 литров =о.оо5м³ m=800*0.005 m=4 кг 4)для начала определим вес железного листа, для этого находим объем: 60см=0,6м, 4мм=0,004м V=3*0,6*0,004=0,00072м³, плотность железа 7,8т/м³, m= V*p=0,00072*7,8=0,056т, далее делим грузоподъемность на вес 1 листа=3/0,056=53,57 Значит в лифт можно погрузить 53 листа железа