Налейте в калориметр горячую воду массой 100 г и в стакан холодную воду такой же массы начальная температура воды 20 градусов. Осторожно влейте холодную воду

Налейте в калориметр горячую воду массой 100 г и в стакан холодную воду такой же массы. Начальная температура воды 20 градусов. Осторожно влейте холодную воду в сосуд с горячей водой и перемешайте термометром получившуюся смесь. Измерьте её температуру

Да, уж! Можно подумать в каждом доме есть калориметр и градусник.  И где взять холодную воду с температурой именно 20 градусов? Мало того, если градусник ртутный, то при перемешивании им воды можно случайно разбить градусник о стенки калориметра. Разлившаяся ртуть вряд ли добавит вам и окружающим здоровья.

Ладно.  Поступим хитрее. Просто возьмем и вычислим температуру смеси.

Обозначим \(m,\; t_1,\;t_2\;,t_3\;C\) - соответственно массы воды горячей и холодной,  температуру холодной воды,  температуру горячей воды, температуру смеси, удельную теплоемкость воды.

По закону теплового баланса холодная вода получит ровно столько тепла, сколько его отдаст горячая. Пусть в качестве горячей воды  у нас будет кипяток. Его температура  известна. Вода кипит при температуре 100 градусов Цельсия.

Составим уравнение теплового баланса:      \(Cm(t_3-t_1)=Cm(t_2-t_3)\)

Можем упростить, сократив на Cm левую и правую части уравнения.

\(t_3-t_1=t_2-t_3\)           \(2t_3=t_1+t_2\)             \(t_3=\frac{t_1+t_2}{2}\)

\(t_3=\frac{20+100}{2}=60^{\circ}C\)

Ответ: если мы смешаем  одинаковое количество воды горячей и воды холодной, то температура смеси получится равной половине суммы начальных температур холодной и горячей воды.   В нашем примере это 60 градусов Цельсия.