Чтобы решить задачу, нужно использовать принцип смешивания, где общее тепло (или энергия) сохраняется при смешивании двух различных температурных масс воды.
Обозначим:
- \( V_1 = 3 \) литра — начальный объем воды при 10 градусах,
- \( t_1 = 10 \) градусов — начальная температура,
- \( V_2 \) — нужный объем кипящей воды (100 градусов),
- \( t_2 = 100 \) градусов — температура кипящей воды,
- \( t_f = 50 \) градусов — конечная температура смеси.
Согласно формуле для смешивания, общее тепло меняется следующим образом:
\[ V_1 \cdot t_1 + V_2 \cdot t_2 = (V_1 + V_2) \cdot t_f \]
Подставим известные значения:
\[ 3 \cdot 10 + V_2 \cdot 100 = (3 + V_2) \cdot 50 \]
Теперь распространяем уравнение:
\[ 30 + 100V_2 = 150 + 50V_2 \]
Переносим все слагаемые с \( V_2 \) в одну сторону:
\[ 100V_2 - 50V_2 = 150 - 30 \]
Это упрощается до:
\[ 50V_2 = 120 \]
Теперь делим обе стороны на 50:
\[ V_2 = \frac{120}{50} = 2.4 \]
Таким образом, нужно добавить 2.4 литра кипящей воды, чтобы итоговая температура воды составила 50 градусов.