Чтобы определить температуру смеси, можно воспользоваться законом теплового баланса.
Обозначим:
- \( m_1 = 2 \) кг — масса горячей воды;
- \( T_1 = 80 \) °C — температура горячей воды;
- \( m_2 = 3 \) кг — масса холодной воды;
- \( T_2 = 20 \) °C — температура холодной воды;
- \( T_f \) — конечная температура смеси.
Согласно закону сохранения энергии, теплота, потерянная горячей водой, равна теплоте, полученной холодной водой:
\[ m_1 \cdot c \cdot (T_1 - T_f) = m_2 \cdot c \cdot (T_f - T_2) \]
где \( c \) — удельная теплоемкость воды (в данном случае она сокращается и не влияет на результат).
Упрощая уравнение, получаем:
\[ 2 \cdot (80 - T_f) = 3 \cdot (T_f - 20) \]
Раскроем скобки:
\[ 160 - 2T_f = 3T_f - 60 \]
Соберем все \( T_f \) на одной стороне:
\[ 160 + 60 = 2T_f + 3T_f \]
\[ 220 = 5T_f \]
Теперь найдем \( T_f \):
\[ T_f = \frac{220}{5} = 44 \]
Таким образом, температура смеси составит 44 °C.