Để tính nhiệt độ của hỗn hợp gồm 3 lít nước lạnh ở nhiệt độ 20°C đổ vào 2 lít nước sôi, chúng ta có thể sử dụng phương trình cân bằng nhiệt như sau:

Mức độ nhiệt độ của một vật thể được xác định bởi nhiệt lượng mà nó chứa. Trong trường hợp này, nhiệt lượng của nước lạnh ở nhiệt độ 20°C cần được chuyển thành nhiệt lượng của hỗn hợp sau khi nước lạnh và nước sôi kết hợp.

Công thức phương trình cân bằng nhiệt là:

m1 * c1 * (Tf - Ti) = m2 * c2 * (Tf - Ti)

Trong đó:
- m1 và m2 lần lượt là khối lượng của nước lạnh và nước sôi.
- c1 và c2 lần lượt là nhiệt dung riêng của nước lạnh và nước sôi.
- Tf là nhiệt độ cân bằng sau khi hỗn hợp được kết hợp.
- Ti là nhiệt độ ban đầu của nước lạnh và nước sôi.

Với thông tin đã cho:
- m1 = 3 lít = 3 kg (vì 1 lít nước có khối lượng xấp xỉ 1 kg)
- c1 = 4.186 J/g°C (nhiệt dung riêng của nước lạnh)
- Ti1 = 20°C
- m2 = 2 lít = 2 kg
- c2 = 4.186 J/g°C (nhiệt dung riêng của nước sôi)
- Ti2 = 100°C (nhiệt độ sôi của nước)

Chúng ta sẽ tính Tf bằng cách giải phương trình:

m1 * c1 * (Tf - Ti1) = m2 * c2 * (Tf - Ti2)

(3 kg) * (4.186 J/g°C) * (Tf - 20°C) = (2 kg) * (4.186 J/g°C) * (Tf - 100°C)

Mở ngoặc và giải phương trình, ta có:

(3 kg) * (4.186 J/g°C) * Tf - (3 kg) * (4.186 J/g°C) * 20°C = (2 kg) * (4.186 J/g°C) * Tf - (2 kg) * (4.186 J/g°C) * 100°C

12.558 Tf - 251.16 J = 8.372 Tf - 837.2 J

12.558 Tf - 8.372 Tf = 837.2 J - 251.16 J

4.186 Tf = 586.04 J

Tf = 586.04 J / 4.186

Tf