Если в холодную воду налить горячую, то холодная вода будет нагреваться, а горячая -охлождаться. Температура, которая установится  в результате такого теплообмена называтся температурой теплового равновесия Tp.

По закону сохранения энергии количество теплоты отдаваемое горячей водой при охлождении равно  количеству теплоты принимаемой холодной водой при нагревании

Q1 = Q2  (1)

Q1 = cm1 ( Tk - Tp)  (2),  где

c - удельная теплоемкость воды

m1 - масса горячей воды

Tk - температура кипятка  = 100 С

Tp - искомая температура теплового равновесия

Q1 - количество теплоты, которое отдает горячая вода при охлождении.

Q2 = cm2 ( Tp - Tхол )  (3)

m2 - масса холодной воды

Tхол -температура холодной воды. Подставим в уравнение (1) уравнения (2) и (3)

 cm1 ( Tk - Tp) = cm2 ( Tp - Tхол )

Раскроем скобки

m1 ( Tk - Tp) = m2 ( Tp - Tхол )

m1·Tk - m1·Tp = m2·Tp - m2· Tхол

Tp ( m1 + m2) = m1·Tk  + m2· Tхол

Найдем равновесную температуру

Tp = (m1·Tk  + m2· Tхол) /( m1 + m2)

m = плотность×объем

Tp = (V1·Tk  + V2· Tхол) /( V1 + V2)

V1 = 3 л

V2 = 2 л

 Tk = 100C + 273 = 373 K

Tхол = 25C + 273 = 298 K

Tp = (V1·Tk  + V2· Tхол) /( V1 + V2) = (3· 373 + 2 ·298) / (3+ 2) = 343 K = (343 - 273 ) = 70 C