Так как тепловая машина является идеальной, ее КПД можно определить по формуле Карно: КПД 
где
К — абсолютная температура нагревателя, которым по условию является кипяток,
К — абсолютная температура холодильника, т. е. тающего льда.Но КПД тепловой машины можно определить так: КПД 
где
— количество теплоты, полученное от нагревателя,
— количество теплоты, отданное холодильнику.
Тогда работа, выполненная тепловой машиной:
а количество теплоты, отданное холодильнику (количество теплоты, которое тратится на плавление льда), может быть определено по формуле:
где
— удельная теплота плавления льда,
— масса расплавленного льда.С учетом записанных формул количество теплоты, полученное от нагревателя:
Так как по двум формулам мы определяли КПД одной и той же тепловой машины, то:
кг
г.