Для решения этой задачи можно использовать закон сохранения энергии, который говорит о том, что количество теплоты, потерянной горячей водой, будет равно количеству теплоты, приобретенной холодной водой.
Обозначим:
- \( m_1 = 5 \) литров (масса горячей воды),
- \( t_1 = 100 \) градусов (начальная температура горячей воды),
- \( t_2 = 50 \) градусов (конечная температура смеси),
- \( t_3 = 10 \) градусов (начальная температура холодной воды),
- \( m_2 \) — количество добавленной холодной воды (в литрах).
Количество теплоты, потерянное горячей водой: \[ Q_1 = m_1 \cdot c \cdot (t_1 - t_2) \] где \( c \) — удельная теплоемкость воды (можно считать её постоянной и не вводить в формулу, так как она сокращается в обоих частях).
Количество теплоты, полученное холодной водой: \[ Q_2 = m_2 \cdot c \cdot (t_2 - t_3) \]
Согласно закону сохранения энергии, мы можем записать уравнение: \[ Q_1 = Q_2 \] Подставим наши выражения: \[ m_1 \cdot (t_1 - t_2) = m_2 \cdot (t_2 - t_3) \]
Теперь подставим известные значения: \[ 5 \cdot (100 - 50) = m_2 \cdot (50 - 10) \] \[ 5 \cdot 50 = m_2 \cdot 40 \] \[ 250 = m_2 \cdot 40 \]
Теперь решим уравнение для \( m_2 \): \[ m_2 = \frac{250}{40} = 6.25 \text{ литров} \]
Таким образом, для охлаждения 5 литров воды с 100 градусов до 50 градусов необходимо добавить 6.25 литров холодной воды с температурой 10 градусов.