Для нахождения температуры смеси воды и кипятка можно воспользоваться законом сохранения энергии. Энергия, которую передает кипяток при охлаждении, равна энергии, которая поглощается холодной водой при нагревании.
Обозначим:
- \( m_1 = 200 \) г (масса холодной воды),
- \( t_1 = 15 \) °C (температура холодной воды),
- \( m_2 = 150 \) г (масса кипятка),
- \( t_2 = 100 \) °C (температура кипятка, так как это температура воды при кипении).
Итак, обозначим температуру смеси как \( t \).
Согласно закону сохранения энергии:
\[ m_1 \cdot c \cdot (t - t_1) + m_2 \cdot c \cdot (t - t_2) = 0 \]
Поскольку \( c \) (удельная теплоёмкость воды) будет одинаковым для обеих сторон уравнения, мы можем исключить его:
\[ m_1 \cdot (t - t_1) + m_2 \cdot (t - t_2) = 0 \]
Подставим известные значения:
\[ 200 \cdot (t - 15) + 150 \cdot (t - 100) = 0 \]
Раскроем скобки:
\[ 200t - 3000 + 150t - 15000 = 0 \]
Объединим подобные члены:
\[ 350t - 18000 = 0 \]
Решим уравнение для \( t \):
\[ 350t = 18000 \] \[ t = \frac{18000}{350} \approx 51.43 \]
Таким образом, температура смеси составляет приблизительно 51.43 °C.