Дано:
- ( V_1 = 39 ) л (объем первой порции воды),
- ( T_1 = 20^\circ C ) (температура первой порции воды),
- ( V_2 = 21 ) л (объем второй порции воды),
- ( T_2 = 60^\circ C ) (температура второй порции воды).
Требуется найти:
- ( T ) (конечная температура смеси).
Решение:
Теплоемкость воды считаем одинаковой и она не входит в расчет, так как мы рассчитываем только конечную температуру смеси.
Используем принцип сохранения энергии, считая, что потери тепла в окружающую среду отсутствуют. Теплота, отданная одной частью воды, равна теплоте, полученной другой.
Объемы смешиваемых жидкостей умножаем на их начальные температуры, чтобы найти "весовые" температуры для каждой порции:
[ Q_1 = V_1 \cdot T_1 = 39 \cdot 20 = 780 \text{ (литр-градус)} ]
[ Q_2 = V_2 \cdot T_2 = 21 \cdot 60 = 1260 \text{ (литр-градус)} ]
Суммарный объем смеси:
[ V = V_1 + V_2 = 39 + 21 = 60 \text{ литров} ]
Суммарная "весовая" температура:
[ Q = Q_1 + Q_2 = 780 + 1260 = 2040 \text{ (литр-градус)} ]
Теперь находим конечную температуру смеси, разделив суммарную "весовую" температуру на суммарный объем:
[ T = \frac{Q}{V} = \frac{2040}{60} \approx 34^\circ C ]
Ответ: конечная температура смеси будет приблизительно ( 34^\circ C ).