20도 물과 80도 물을 섞으면 언제나 50도가 될까?
같은 물끼리 열손실 없이 섞을 때 최종 온도는 질량가중평균입니다. 두 물의 양과 온도를 바꾸며 단순 평균이 맞는 범위를 확인합니다.
그림에서 무엇을 볼까요?
질량과 온도가 다른 두 물이 한 용기에 섞이면서 잃은 열과 얻은 열이 같아지는 관계 그림입니다.
OpenStax의 Q=mcΔT에서 c가 같은 물끼리는 질량 m이 클수록 같은 온도 변화에 더 많은 열이 필요합니다.
그래서 두 온도의 단순 평균은 두 물의 질량이 같을 때만 성립합니다.
함께 확인할 점
같은 액체 물, 열손실 없음, 증발·상변화 없음, 용기의 열용량 무시를 가정합니다. 마실 물의 안전 온도를 판정하는 도구가 아닙니다.
생각해 볼 질문
두 온도의 단순 평균을 써도 되는 조건과 쓰면 안 되는 조건을 한 가지씩 적어 보세요.
평균이 같으면 모습도 같을까?
더 많이 수료한 반이 성공률도 높을까?
반납함 두 곳은 어디에 놓아야 할까?