сколько литров воды при 83 градусах цельсия нужно добавить к 4 литрам воды при 20 градусах цельсия, чтобы получить воду температурой 65 градусов цельия? теплообмен с окружающей средой пренебречь. Варианты ответов: 1) 10л, 2) 1,6л 3) 4л, 4) 6,25 л.

Для того чтобы ответить на этот вопрос, нужно применить принцип теплового баланса. Мы пренебрегаем теплопотерями и считаем, что вся энергия, передающаяся от горячей воды к холодной, используется для нагрева холодной воды.

Итак, у нас есть 2 части:

• 4 литра воды при температуре 20°C
• вода, которую нужно добавить, имеет температуру 83°C
• целевая температура смеси — 65°C

Обозначим количество воды, которое нужно добавить, как $x$ (в литрах).

Для расчёта воспользуемся формулой теплового баланса:

где:

• $m_1 = 4$ — масса (объём) холодной воды (4 литра),
• $T_1 = 20^\circ C$ — температура холодной воды,
• $T_2 = 83^\circ C$ — температура горячей воды,
• $T_{\text{ц}} = 65^\circ C$ — целевая температура смеси,
• $c$ — удельная теплоёмкость воды, которая у нас одинаковая для обеих частей воды, так что она сокращается в расчёте.

Теперь подставим все известные значения в уравнение:

Решим это:

Ответ: нужно добавить 10 литров воды при температуре 83°C, чтобы температура смеси составила 65°C.

Правильный ответ — 10 литров.