Чтобы решить эту задачу, воспользуемся принципом сохранения энергии, который гласит, что теплота, переданная горячей водой, равна теплоте, полученной холодной водой.
Обозначим:
- \( m_1 \) - масса горячей воды (в кг), которую надо найти.
- \( T_1 \) - температура горячей воды, равная 80 °C.
- \( m_2 \) - масса холодной воды, равная 4 кг.
- \( T_2 \) - температура холодной воды, равная 10 °C.
- \( T_f \) - температура смеси, равная 30 °C.
По закону сохранения энергии можно записать уравнение:
\[ m_1 \cdot c \cdot (T_1 - T_f) = m_2 \cdot c \cdot (T_f - T_2) \]
где \( c \) - удельная теплота воды, которая у нас сократится, так как она одинакова с обеих сторон уравнения.
Теперь подставим известные значения в уравнение:
\[ m_1 \cdot (80 - 30) = 4 \cdot (30 - 10) \]
Упростим уравнение:
\[ m_1 \cdot 50 = 4 \cdot 20 \]
Считаем правую часть:
\[ m_1 \cdot 50 = 80 \]
Теперь решим уравнение для \( m_1 \):
\[ m_1 = \frac{80}{50} = 1.6 \text{ кг} \]
Таким образом, для того чтобы добиться температуры смеси 30 °C, нужно добавить 1.6 кг горячей воды с температурой 80 °C.