Чтобы определить, на сколько градусов повысится температура воды, можем воспользоваться принципом сохранения энергии, который подразумевает, что количество теплоты, переданное одной массой воды, равно количеству теплоты, которое приняла другая масса.
Обозначим:
- \(m_1\) = 15 кг (масса первой воды),
- \(T_1\) = 20 °C (начальная температура первой воды),
- \(m_2\) = 25 кг (масса второй воды),
- \(T_2\) = 90 °C (начальная температура второй воды),
- \(T_f\) = конечная температура смеси (которую нам нужно найти).
По закону сохранения энергии, тепло, отдаваемое горячей водой, равно теплу, получаемому холодной водой:
\[ m_1 \cdot c \cdot (T_f - T_1) + m_2 \cdot c \cdot (T_f - T_2) = 0 \]
Здесь \(c\) — удельная теплоемкость воды, которая в данной задаче сократится, так как она одинаковая для обоих масс.
Подставим известные значения:
\[ 15 \cdot (T_f - 20) + 25 \cdot (T_f - 90) = 0 \]
Раскроем скобки:
\[ 15T_f - 300 + 25T_f - 2250 = 0 \]
Соберем все \(T_f\) в одну сторону:
\[ 40T_f - 2550 = 0 \]
Теперь выразим \(T_f\):
\[ 40T_f = 2550 \] \[ T_f = \frac{2550}{40} = 63.75 \]
Таким образом, конечная температура смеси будет равна 63.75 °C. Чтобы узнать, на сколько градусов повысится температура первой воды, вычтем её начальную температуру из конечной:
\[ 63.75 - 20 = 43.75 °C \]
Ответ: температура воды повысится на 43.75 °C.