洗澡诡论基础版的简洁解答思路

创建于 7/1/2023

一道有趣的数学思考题,最理想状态下,一种简洁的解答思路(这是一篇旧文章,日期是后来的)

题目:https://www.bilibili.com/video/BV14341147iN

如上图,求x。

当然,是理想条件下,因此作出以下假设:

  1. 最初出水管(20℃、80℃)匀速且速度相同。
  2. 混合保证平均且充分。
  3. 混合、流动等均不会损失能量。
  4. 热交换充分(虽然现实中不可能)。

想到解题办法了吗?
这里我说一种非常简洁的方法。

  • 将整个系统看做黑盒,由于能量守恒,最终输出的温度必定是输入温度的平均。
    z=80+202=50
  • 同时因为热交换,易得y=z=50
  • 于是经过混合,x=y+202=35

完毕。

另外,类似地,从喷出水后的热交换看,80+2x3=y,同样x=35
需要加权平均,因为喷出的水量是热水管内的二倍。


这应该是条件相同的情况下最简单的方法了。