Для решения этой задачи мы можем использовать принцип сохранения энергии. Температура смеси будет той, при которой общее количество теплоты, отданное горячей водой, будет равно количеству теплоты, полученному холодной водой.
Обозначим:
- \( m_1 = 39 \) литров (холодная вода при \( T_1 = 20°C \))
- \( m_2 = 21 \) литр (горячая вода при \( T_2 = 60°C \))
- \( T_m \) – искомая температура смеси
Используем формулу для теплового баланса:
\[ m_1 \cdot c \cdot (T_m - T_1) + m_2 \cdot c \cdot (T_2 - T_m) = 0 \]
где \( c \) – вместимость воды, которая сокращается:
\[ 39 \cdot (T_m - 20) + 21 \cdot (60 - T_m) = 0 \]
Раскроем скобки:
\[ 39T_m - 780 + 1260 - 21T_m = 0 \]
Объединим подобные члены:
\[ 39T_m - 21T_m = 780 - 1260 \]
\[ 18T_m = 480 \]
Теперь найдем \( T_m \):
\[ T_m = \frac{480}{18} \approx 26.67°C \]
Таким образом, температура смеси составляет приблизительно 26.67°C.