Происходит теплообмен между двумя телами: водой массой
m1 при температуре
t1 = 17 °C и водой массой
m2 при температуре
t2 = 72 °C (т.к. не указано никаких параметров аквариума, то теплообменом с ним мы пренебрегаем). В результате обмена температура система становится равной
t3 = 22 °C.
Запишем уравнение теплового баланса для двух тел:
Q1 + Q2 = 0,
где
Q1 =
m1⋅
c⋅(
t3 –
t1) — количество теплоты, которое получит вода массой
m1 при нагревании от температуры
t1 до температуры
t3 (
Q1 > 0, т.к. тело получает тепло),
Q2 =
m2⋅
c⋅(
t3 –
t2) — количество теплоты, которое отдает вода массой
m2 при охлаждении от температуры
t2 до температуры
t3 (
Q2 < 0, т.к. тело отдает тепло),
с — удельная теплоемкость воды,
m1 = ρ⋅
V1,
m2 = ρ⋅
V2, ρ — плотность воды. Тогда
m1⋅c⋅(t3 – t1) + m2⋅c⋅(t3 – t2) = 0,
ρ⋅V1⋅(t3 – t1) + ρ⋅V2⋅(t3 – t2) = 0,
\[ V_{2} = \frac{V_{1} \cdot \left(t_{3} - t_{1} \right)}{t_{2} - t_{3}}, \]
V2 = 2,5 л.
Примечание. Вопрос «сколько воды» не однозначен. Правильным будет ответ и в литрах, и в килограммах, и в молях, и т.п. Какой ответ хотят получить авторы задачи?