Чтобы определить конечную температуру в котле после добавления холодной воды, можно использовать принцип сохранения энергии. Теплота, переданная горячей водой, будет равна теплоте, полученной холодной водой.
Обозначим:
- \(m_1 = 27\, \text{т} = 27000\, \text{кг}\) — масса горячей воды,
- \(T_1 = 73^{\circ}\text{C}\) — начальная температура горячей воды,
- \(m_2 = 9\, \text{т} = 9000\, \text{кг}\) — масса холодной воды,
- \(T_2 = 18^{\circ}\text{C}\) — начальная температура холодной воды,
- \(T_f\) — конечная температура смеси.
Согласно закону сохранения энергии, можно записать уравнение:
\[ m_1 \cdot c \cdot (T_f - T_1) + m_2 \cdot c \cdot (T_f - T_2) = 0, \]
где \(c\) — удельная теплоёмкость воды, которая сокращается из уравнения и приведёт к:
\[ m_1 \cdot (T_f - T_1) + m_2 \cdot (T_f - T_2) = 0. \]
Теперь подставим наши значения:
\[ 27000 \cdot (T_f - 73) + 9000 \cdot (T_f - 18) = 0. \]
Упрощаем уравнение:
\[ 27000T_f - 1971000 + 9000T_f - 162000 = 0. \]
Объединим все известные значения (переносим их в другую часть):
\[ (27000 + 9000)T_f = 1971000 + 162000, \] \[ 36000T_f = 2133000. \] Теперь делим обе стороны на 36000:
\[ T_f = \frac{2133000}{36000} \approx 59,25. \]
Округляем до десятых:
\[ T_f \approx 59,3^{\circ}\text{C}. \]
Таким образом, конечная температура в котле составит приблизительно \(59,3^{\circ}\text{C}\).