Чтобы найти температуру смеси, можно использовать закон сохранения энергии: теплота, потерянная горячей водой, равна теплоте, приобретенной холодной водой.
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)
- \( T_f \) - температура смеси (которая нам нужна)
Так как мы предполагаем, что нет теплопотерь, у нас есть следующее уравнение:
\[ m_1 \cdot c \cdot (T_1 - T_f) = m_2 \cdot c \cdot (T_f - T_2) \]
где \( c \) - удельная теплоемкость воды (можно сократить, так как одинаковая для обеих масс), и получаем:
\[ m_1 \cdot (T_1 - T_f) = m_2 \cdot (T_f - T_2) \]
Подставим известные значения:
\[ 2 \cdot (80 - T_f) = 3 \cdot (T_f - 20) \]
Раскроем скобки:
\[ 160 - 2T_f = 3T_f - 60 \]
Соберем все слагаемые, содержащие \( T_f \), в одной части уравнения:
\[ 160 + 60 = 3T_f + 2T_f \] \[ 220 = 5T_f \]
Теперь решим для \( T_f \):
\[ T_f = \frac{220}{5} = 44 \text{°C} \]
Таким образом, температура смеси равна 44 °C.