Чтобы узнать, сколько литров кипятка нужно долить, воспользуемся принципом теплового баланса. Мы можем использовать формулу:
\( m_1 \cdot t_1 + m_2 \cdot t_2 = (m_1 + m_2) \cdot t_f \)
где:
- \( m_1 \) — масса (объем) холодной воды (в литрах), которую уже налили, равная 4 л;
- \( t_1 \) — температура холодной воды, равная 15°C;
- \( m_2 \) — масса (объем) кипятка, который нужно добавить (в литрах);
- \( t_2 \) — температура кипятка, равная 100°C;
- \( t_f \) — конечная температура, которую мы хотим получить, равная 60°C.
Подставим известные значения в формулу:
\( 4 \cdot 15 + m_2 \cdot 100 = (4 + m_2) \cdot 60 \)
Теперь упростим уравнение:
\( 60 + 100m_2 = 240 + 60m_2 \)
Переносим все члены с \( m_2 \) в одну сторону:
\( 100m_2 - 60m_2 = 240 - 60 \)
Таким образом,
\( 40m_2 = 180 \)
Теперь делим обе стороны на 40, чтобы найти \( m_2 \):
\( m_2 = \frac{180}{40} = 4.5 \)
Итак, нужно добавить 4.5 литров кипятка, чтобы температура воды в тазу стала 60 градусов.