… 4. Какую массу холодной воды при температуре t1 = 15 °С необходимо влить в горячую воду объемом V2 = 4,0 л при температуре t2 = 95 °C, чтобы получить воду при температуре t = 35…

Для решения данной задачи можно использовать принцип сохранения энергии, а именно – уравнение калориметрии. Согласно этому принципу, теплоту, которую отдает горячая вода, равняется теплоте, которую получает холодная вода.

Обозначим массу холодной воды как \( m_1 \) (кг).

Зная, что:

• Удельная теплоемкость воды \( c = 4,2 \times 10^3 \) Дж/(кг·°C),
• Температура холодной воды \( t_1 = 15 \) °C,
• Объем горячей воды \( V_2 = 4,0 \) л, масса горячей воды \( m_2 = V_2 \cdot \rho = 4,0 \, \text{л} \cdot 1,0 \, \text{кг/л} = 4,0 \, \text{кг} \),
• Температура горячей воды \( t_2 = 95 \) °C,
• Конечная температура \( t = 35 \) °C.

Теплота, отданная горячей водой: \[ Q_2 = m_2 \cdot c \cdot (t_2 - t) = 4,0 \, \text{кг} \cdot 4,2 \times 10^3 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot (95 - 35) \]

Подставим значения: \[ Q_2 = 4,0 \cdot 4,2 \times 10^3 \cdot 60 = 4,0 \cdot 4,2 \times 10^3 \cdot 60 = 1008 \times 60 = 60480 \, \text{Дж} \]

Теплота, принятие холодной водой: \[ Q_1 = m_1 \cdot c \cdot (t - t_1) = m_1 \cdot 4,2 \times 10^3 \cdot (35 - 15) \]

Подставим значения: \[ Q_1 = m_1 \cdot 4,2 \times 10^3 \cdot 20 = m_1 \cdot 84 000 \, \text{Дж} \]

Согласно принципу сохранения энергии, имеем: \[ Q_2 = Q_1 \] или \[ 60480 = m_1 \cdot 84 000 \]

Решим это уравнение для \( m_1 \): \[ m_1 = \frac{60480}{84000} \approx 0,72 \, \text{кг} \]

Таким образом, для получения воды при температуре 35 °C необходимо влить примерно 0,72 кг холодной воды при температуре 15 °C.