این سوال مربوط به فیزیک و گرماست. برای پاسخ به سوال باید از مفهوم گرمای ویژه و معادلات تبادل گرما استفاده کرد.
در اینجا، میخواهیم بدانیم دمای نهایی که دو مایع به آن میرسند، چقدر است.
فرض کنیم:
- m₁: جرم اولیه (آب با دمای ۴۷ درجه)
- c: گرمای ویژه آب
- T₁: دمای اولیه آب گرم (۴۷ درجه)
- T₂: دمای اولیه آب سرد (۴ درجه)
- T_f: دمای نهایی تعادل
با توجه به اینکه جرمها و گرمای ویژه ثابتاند و یکدیگر را خنثی میکنند (گرمایی از دست داده شده توسط آب گرم = گرمایی به دست آمده توسط آب سرد):
\(m₁ \times c \times (T₁ - T_f) = m₁ \times c \times (T_f - T₂)\)
با حذف m و c از دو طرف:
\(T₁ - T_f = T_f - T₂\)
که با حل کردن به دست میآوریم:
\(2T_f = T₁ + T₂\)
\(T_f = \frac{T₁ + T₂}{2}\)
حال جایگذاری میکنیم:
\(T_f = \frac{47 + 4}{2} = \frac{51}{2} = 25.5\)
دمای تعادل تقریباً ۲۵.۵ درجه سانتیگراد خواهد بود.
