Dag Maarten,

Niet te moeilijk over denken! Beide lichamen bestaan uit dezelfde stof (twee porties water) en hebben hetzelfde volume (vijf liter). Daardoor hebben ze dezelfde massa en is de eindtemperatuur in dit speciale geval gelijk aan het rekenkundig gemiddelde van de begintemperaturen. Direct na het mengen is de temperatuur dus (99,9+0,1)/2=50,0 graad Celsius. Toch?

Wat je bedoelt met "de energiewaarde die vrijkomt", begrijp ik niet. Je kunt het ook zeggen aan de hand van de formule Q=c*m*temperatuurverandering. De warmte Q (=energie in joule) die je aan een lichaam (hier: een hoeveelheid water) met een massa m (kg) moet toevoeren om de temperatuur te verhogen van t1 tot t2 is Q=c*m*(t2-t1). Hierin is c de soortelijke warmte (in J/kg/graad Celsius). Dat is een vast getal dat alleen van de soort stof (water) afhangt. Voor de afgegeven warmte Q bij afkoeling geldt dezelfde formule; trek de eindtemperatuur van de begintemperatuur af. In de formule is Q voor beide porties water even groot (het koude water neemt even veel warmte op als het hete afstaat, op grond van de wet van behoud van energie). In de formule is c even groot (het is dezelfde stof water: vloeibaar water). In de formule is de massa m even groot (zie boven). Omdat Q, c en m voor beide porties water even groot zijn, moet ook de temperatuurverandering even groot zijn. De mengtemperatuur ligt dus midden tussen de begintemperaturen van het koude en het hete water. (De emmer zelf heeft geen invloed doordat die vooraf ook een temperatuur van 50 graden Celsius had; dat volgt uit het gegeven dat de omgevingstemperatuur 50 graden Celsius is?)

Groetjes, Jaap K