Для нахождения температуры смеси воды, используем принцип сохранения энергии, так как в системе не происходит теплообмена с окружающей средой. Вода с разной температурой соединяется, и тепло, переходя от горячей воды к холодной, приведет к образованию равновесной температуры.
Обозначим:
- \( m_1 = 70 \) литров \( (T_1 = 25° C) \) – масса и температура холодной воды,
- \( m_2 = 40 \) литров \( (T_2 = 95° C) \) – масса и температура горячей воды,
- \( T \) – искомая температура смеси.
Формула для расчета температуры смеси выглядит следующим образом:
\[ m_1 \cdot c \cdot (T - T_1) + m_2 \cdot c \cdot (T - T_2) = 0 \]
где \( c \) – удельная теплоемкость воды (одинакова для обеих масс, поэтому она сократится).
Подставим известные значения:
\[ 70 \cdot (T - 25) + 40 \cdot (T - 95) = 0 \]
Раскроем скобки:
\[ 70T - 1750 + 40T - 3800 = 0 \]
Соберем все \( T \) в одну часть уравнения:
\[ 110T - 5550 = 0 \]
Решим уравнение относительно \( T \):
\[ 110T = 5550 \] \[ T = \frac{5550}{110} = 50.5° C \]
Таким образом, температура смеси будет составлять 50.5 градуса Цельсия.
