2 стакана
Объяснение:
Обозначим массу воды в одном стакане как m кг, а кол-во стаканов кипятка как x . Таким образом, у нас имеется 4·m кг воды при температуре 25 °C и x·m кг воды при температуре 100 °C.
Запишем уравнения теплового баланса, обозначив через c удельную теплоемкость воды.
Кол-во теплоты, затраченное на нагрев холодной воды от 25°C до 50°C
Q₁ = c·4·m·(50-25) = 100·c·m
Кол-во теплоты, затраченное на охлаждение кипятка со 100 °C до 50 °C
Q₂ = c·x·m·(50-100) = -50·x·c·m
Т.к. теплообмена со средой и сосудом не происходило, то :
Q₁ + Q₂ = 0
100·c·m - 50·x·c·m = 0
50·x·c·m = 100·c·m
50·x = 100
x =2
а расcтояние S между городами будет равно:
S = (υ1+ υ)t1. (1)
При встречном ветре это же расстояние S птица преодолеет с относительной скоростью, равной разности скоростей голубя и ветра и, соответственно,
S = (υ1- υ)t2. (2)
В отсутствие ветра расстояние между городами голубь пролетит за время
t = S/υ1. (3) (Конечно, (3) можно было записать в том же виде как и два предыдущих соотношения, т.е. S = υ1t.)
Задача физически решена: мы имеем 3 уравнения с тремя неизвестными, остается только их решить. Решать можно, что называется, в любом порядке.
Приравняв (1) и (2), т.е. исключив расстояние S, мы свяжем скорости υ и υ1:
(υ1+ υ)t1 = (υ1- υ)t2.
Раскрываем скобки, вновь группируя, получаем:
υ1t1+ υt1 - υ1t2+ υt2 = 0, или υ(t1+ t2) = υ1(t2- t1).
Откуда
υ = υ1(t2- t1)/(t1+ t2). (4)
Далее можно подставить (4) в (2):
S = (υ1- υ1(t2- t1)/(t1+ t2))t2 = υ12t1t2/(t1+ t2). (5)
Осталось подставить (5) в (3) и выразить искомое t1:
t = 2t1t2/(t1+ t2).
Отсюда окончательно: t1= t2t/(2t2- t). (6)
Вычисляем: t1= 75 мин ∙ 60 мин /(2∙75 мин - 60 мин) = 50 мин.
ответ: 50 мин.