Чтобы решить задачу, используем закон сохранения энергии. В данном случае необходимо определить, сколько кипятка нужно добавить к холодной воде, чтобы получить конечную температуру смеси 30°C.
Обозначим:
- \( V_1 = 5 \) л — объем холодной воды,
- \( T_1 = 9 \) °C — температура холодной воды,
- \( V_2 \) — объем кипятка, который нужно добавить,
- \( T_2 = 100 \) °C — температура кипятка,
- \( T_{кон} = 30 \) °C — конечная температура смеси.
По закону сохранения энергии теплота, переданная кипятком, равна теплоте, принятой холодной водой.
Запишем уравнение: \[ V_1 \cdot c \cdot (T_{кон} - T_1) + V_2 \cdot c \cdot (T_{кон} - T_2) = 0 \] где \( c \) — теплота, которая одинаковая для обеих жидкостей и может быть исключена из уравнения.
Подставим известные значения: \[ 5 \cdot (30 - 9) + V_2 \cdot (30 - 100) = 0 \]
Упростим уравнение: \[ 5 \cdot 21 + V_2 \cdot (-70) = 0 \] \[ 105 - 70V_2 = 0 \] \[ 70V_2 = 105 \] \[ V_2 = \frac{105}{70} = 1.5 \text{ л} \]
Таким образом, чтобы получить теплую воду температурой 30°C, нужно долить 1.5 литра кипятка в ведро с холодной водой.