Для решения этой задачи можно использовать метод теплового балансa. Рассмотрим два объема воды: 5 литров температуры 20°C и 3 литра (так как объем термоса 8 литров, а в него уже налито 5 литров) воды, температура которой 90°C.
Обозначим:
- \( m_1 = 5 \, \text{л} \) – масса (или объем) воды при температуре 20°C.
- \( T_1 = 20 \, \text{°C} \) – начальная температура этой воды.
- \( m_2 = 3 \, \text{л} \) – масса (или объем) воды при температуре 90°C.
- \( T_2 = 90 \, \text{°C} \) – начальная температура второй части воды.
- \( T_f \) – конечная температура смеси.
Согласно принципу теплового баланса, количество тепла, потерянное горячей водой, равно количеству тепла, полученному холодной водой:
\[ m_1 \cdot c \cdot (T_f - T_1) + m_2 \cdot c \cdot (T_f - T_2) = 0 \]
где \( c \) — удельная теплоемкость воды (которая сокращается и не требуется учитывать).
Подставим известные значения в уравнение:
\[ 5 \cdot (T_f - 20) + 3 \cdot (T_f - 90) = 0 \]
Раскроем скобки:
\[ 5T_f - 100 + 3T_f - 270 = 0 \]
Соберем все \( T_f \) в одну сторону:
\[ 8T_f - 370 = 0 \]
Переносим 370 на другую сторону:
\[ 8T_f = 370 \]
Теперь выразим \( T_f \):
\[ T_f = \frac{370}{8} = 46.25 \, \text{°C} \]
Таким образом, конечная температура воды в термосе составит 46.25°C.
