Для решения задачи по нахождению температуры смеси воды с разными температурами, можно использовать принцип сохранения теплового баланса. Согласно этому принципу, количество тепла, которое теряет более горячая вода, равно количеству тепла, которое получает более холодная вода.
Первоначальные данные:
- Масса холодной воды (m₁) = 120 кг
- Температура холодной воды (T₁) = 10°C
- Масса горячей воды (m₂) = 160 кг
- Температура горячей воды (T₂) = 70°C
Пусть температура смеси будет T.
Количество тепла, которое получает холодная вода, можно выразить как:
Q₁ = m₁ c (T - T₁),
где c — удельная теплоемкость воды (c ≈ 4.186 кДж/(кг·°C)).
Количество тепла, которое теряет горячая вода, можно выразить как:
Q₂ = m₂ c (T₂ - T).
По условию теплового баланса:
Q₁ = Q₂.
Подставляем выражения для Q₁ и Q₂:
m₁ c (T - T₁) = m₂ c (T₂ - T).
Так как удельная теплоемкость воды одинакова для обеих масс, ее можно сократить из уравнения:
m₁ (T - T₁) = m₂ (T₂ - T).
Раскрываем скобки:
120 (T - 10) = 160 (70 - T).
Решаем уравнение относительно T:
120T - 1200 = 11200 - 160T.
Переносим все члены с T в одну сторону, а свободные члены в другую:
120T + 160T = 11200 + 1200,
280T = 12400,
T = 12400 / 280,
T = 44.29 (округляем до двух знаков после запятой).
Таким образом, температура смеси составляет примерно 44.29°C.