Для решения этой задачи будем использовать принцип сохранения энергии, а именно, мы установим, что теплотворная способность холодной и горячей воды приведет к равновесной температуре.
Обозначим:
- \( V_1 = 8 \) л — объем холодной воды,
- \( T_1 = 15 \) °C — температура холодной воды,
- \( V_2 \) — объем горячей воды, которую нужно добавить,
- \( T_2 = 90 \) °C — температура горячей воды,
- \( T_f = 60 \) °C — желаемая конечная температура.
Согласно формуле для смешивания вод разных температур, можно записать уравнение теплового баланса:
\[ V_1 \cdot (T_f - T_1) + V_2 \cdot (T_f - T_2) = 0. \]
Подставим известные значения:
\[ 8 \cdot (60 - 15) + V_2 \cdot (60 - 90) = 0. \]
Упростим уравнение:
\[ 8 \cdot 45 + V_2 \cdot (-30) = 0, \]
\[ 360 - 30V_2 = 0. \]
Теперь решим его относительно \( V_2 \):
\[ 30V_2 = 360, \]
\[ V_2 = \frac{360}{30} = 12 \text{ л}. \]
Таким образом, чтобы получить 60 °C в тазу, нужно добавить 12 литров горячей воды при температуре 90 °C.