Para calcular la temperatura de equilibrio en una mezcla de dos sustancias, podemos utilizar la ley de conservación de la energía calorífica:
m_1c_1(T_f - T_1) = -m_2c_2(T_f - T_2)
Donde:
- m_1 y m_2 son las masas de las sustancias.
- c_1 y c_2 son los calores específicos de las sustancias.
- T_1 y T_2 son las temperaturas iniciales de las sustancias.
- T_f es la temperatura de equilibrio.
En este caso, tenemos:
- Agua: m_1 = 10 g, c_1 = 1 cal/g°C, T_1 = 20 °C.
- Aceite: m_2 = 50 g, c_2 = 0.5 cal/g°C, T_2 = 25 °C.
Sustituyendo en la ecuación de conservación de calor y despejando T_f:
10 \cdot 1 \cdot (T_f - 20) = -50 \cdot 0.5 \cdot (T_f - 25)
10(T_f - 20) = -25(T_f - 25)
10T_f - 200 = -25T_f + 625
35T_f = 825
T_f = \frac{825}{35} = 23.57
Entonces, la temperatura de equilibrio en la mezcla será de 23.57 °C.
\textbf{Respuesta:} La temperatura de equilibrio en la mezcla será de 23.57 °C.