Какова летняя температура воды в самом холодном Восточно-Сибирском море, если для получения 10 м3 воды при температуре 20 °С в нее надо добавить 2 л кипят­ка?

Для решения этого вопроса необходимо учесть несколько факторов: начальную температуру воды в Восточно-Сибирском море летом, свойства теплопередачи, объем воды, который подогревается, и количество добавляемой горячей воды.

1. Исходные данные и задачи:

• Объем воды из Восточно-Сибирского моря: $10 \, \text{м}^3$ (10 000 литров).
• Температура воды после смешивания: $20 \, \degree\text{C}$.
• Добавляемое количество кипятка ($100 \, \degree\text{C}$): $2 \, \text{л}$.
• Нужно определить начальную температуру воды в море ($T_{\text{нач}}$).

2. Формула теплового баланса:

Для расчета используется закон сохранения энергии (теплового баланса):

где:

• $m_1$ и $m_2$: массы воды из моря и кипятка (в литрах эквивалентно килограммам);
• $c$: теплоемкость воды ($4.18 \, \text{кДж}/\text{кг·К}$);
• $\Delta T$: изменение температуры воды до равновесной.

Так как $c$ для воды одинаково, оно сокращается. Формула для смешивания примет вид:

Подставляем известные данные:

• $m_{\text{моря}} = 10 \, 000 \, \text{кг}$;
• $T_{\text{конечн}} = 20 \, \degree\text{C}$;
• $T_{\text{кипятка}} = 100 \, \degree\text{C}$;
• $m_{\text{кипятка}} = 2 \, \text{кг}$.

Формула примет вид:

3. Решение уравнения:

Раскрываем скобки:

Считаем:

Упрощаем:

4. Оценка температуры воды:

Температура воды до подогрева составляет примерно $19.98 \, \degree\text{C}$. Это означает, что летом температура воды в Восточно-Сибирском море находится на уровне $19.9-20 \, \degree\text{C}$, если такое нагревание можно провести описанным способом.

Однако такие температуры кажутся довольно высокими для Восточно-Сибирского моря, что указывает на некое допущение в постановке задачи (например, расчет приведен в условиях теоретического подогрева). Реальная температура воды в этом море летом обычно ниже, в пределах $0-5 \, \degree\text{C}$, поэтому добавление столь малого количества кипятка вряд ли бы подняло её до $20 \, \degree\text{C}$.