Давайте подробно решим задачу с объяснениями.
Дано:
- Температура горячей воды (кипятка): \( T_1 = 100^\circ C \)
- Температура холодной воды: \( T_2 = 20^\circ C \)
- Температура смеси: \( T_{смеси} = 40^\circ C \)
- Масса холодной воды: \( m_2 = 6 \text{ кг} \)
- Нужно найти массу горячей воды \( m_1 \)
Обозначим:
- \( m_1 \) — масса горячей воды, которую нужно найти.
Шаг 1: Условие теплового равновесия
Когда смешивают воду разных температур, равенство тепловых балансируются:
Тепло горячей воды = Тепло холодной воды
В формуле: \[ m_1 c (T_1 - T_{смеси}) = m_2 c (T_{смеси} - T_2) \]
где:
- \( c \) — удельная теплоемкость воды (она одинаковая для обеих частей, и сокращается).
Шаг 2: Подставим известные значения:
\[ m_1 (100 - 40) = 6 (40 - 20) \]
\[ m_1 \times 60 = 6 \times 20 \]
\[ m_1 \times 60 = 120 \]
Шаг 3: Решим уравнение:
\[ m_1 = \frac{120}{60} = 2 \text{ кг} \]
Ответ:
Масса горячей воды составляет 2 кг.
Если нужно более подробно объяснить, почему так получается — пишите!