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水温について、簡単な計算と、求める式を教えてください。 0°Cの120ccの水と、70°Cの40ccのミルクを混ぜ合わせました。できあがった液体の温度は何度ですか? よろしくお願いします。

算数 | 数学65閲覧

回答(4件)

容器なしに混ぜ合わせられないでしょう。 具体的な方法がないと簡単な計算もできないと思います。

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0°の水というのは身近なところでは氷水です。 それをお湯に3倍の量を注ぎ足せば、100℃のお湯でも、お湯は冷めて水になるだろうことは、計算せずとも台所仕事をしていれば直感的にわかることです。 では何℃の水になるかまで求めようとすれば、混ぜるのがわずか120ccと40ccであれば別の容器に移しただけでも温度は変わると見ないといけないでしょう。もちろん環境温度も影響します。0℃も70℃も常温ではないからです。

これは熱力学でしょうか。 今度の異なる二つの物質が混ざるとき、 温度の高い方から出ていく熱と、 温度の低い方へ入る熱が 等しいとして式を立てます。 例えば、初期の温度をT₁<T₂、物質の質量をm₁、m₂、比熱をc₁、c₂、最終温度をT としたとき、 m₁c₁(T₂-T)=m₂c₂(T-T₁) としてTを解きます。 ただこの問題の条件では、比熱も質量もないので、比熱は水もミルクも1、質量は密度を1として、体積そのものとすると、 40(70-T)=120(T-0) 2800-40T=120T 160T=2800 T=17.5 となります。

120:40=3:1 70-0=70 70÷(3+1)=17.5 0+17.5×1=17.5 17.5℃ 赤ちゃんに飲ますのは人肌くらいですから冷たいですね。