Для решения этой задачи используем принцип сохранения энергии: тепловая энергия, потерянная более горячей водой, равна тепловой энергии, gained более холодной водой.
Дано:
- Масса горячей воды \( m_1 = 150 \, \text{г} = 0,150 \, \text{кг} \)
- Температура горячей воды \( t_1 = 35 \, \text{°C} \)
- Масса холодной воды \( m_2 = 50 \, \text{г} = 0,050 \, \text{кг} \)
- Температура холодной воды \( t_2 = 19 \, \text{°C} \)
- Удельная теплоемкость воды \( C = 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \)
Обозначим конечную температуру смеси как \( t_f \).
Теплота, потерянная горячей водой: \[ Q_1 = m_1 \cdot C \cdot (t_1 - t_f) \]
Теплота, gained холодной водой: \[ Q_2 = m_2 \cdot C \cdot (t_f - t_2) \]
По закону сохранения тепла, теплота, потерянная горячей водой, равна теплоте, gained холодной водой: \[ m_1 \cdot C \cdot (t_1 - t_f) = m_2 \cdot C \cdot (t_f - t_2) \]
Упрощая уравнение, так как \( C \) одинаковая и не равна нулю, можем его сократить: \[ m_1 \cdot (t_1 - t_f) = m_2 \cdot (t_f - t_2) \]
Теперь заменим значения: \[ 0,150 \cdot (35 - t_f) = 0,050 \cdot (t_f - 19) \]
Преобразуем уравнение: \[ 0,150 \cdot (35 - t_f) = 0,050 \cdot t_f - 0,950 \] \[ 5,25 - 0,150 t_f = 0,050 t_f - 0,950 \]
Соберем все \( t_f \) на одной стороне: \[ 5,25 + 0,950 = 0,150 t_f + 0,050 t_f \] \[ 6,20 = 0,200 t_f \]
Теперь делим обе стороны на 0,200: \[ t_f = \frac{6,20}{0,200} = 31 \, \text{°C} \]
Таким образом, температура смеси составляет 31 °C.