İki ayrı kapta bulunan eşit kütledeki ($m_1 = m_2 = m$) ve aynı cins ($c_1 = c_2 = c$) sıvılar karıştırıldığında, ısı alışverişi sadece sıvılar arasında gerçekleşiyorsa denge sıcaklığı aşağıdaki formülle bulunur:

$$T_{denge} = \frac{m_1 c_1 T_1 + m_2 c_2 T_2}{m_1 c_1 + m_2 c_2}$$

Verilen bilgilere göre $m_1 = m_2 = m$, $c_1 = c_2 = c$ ve $T_{denge} = 30^\circ C$ değerlerini formülde yerine koyalım:

• $$30 = \frac{m \cdot c \cdot T_1 + m \cdot c \cdot T_2}{m \cdot c + m \cdot c}$$
• $$30 = \frac{mc(T_1 + T_2)}{2mc}$$
• $$30 = \frac{T_1 + T_2}{2}$$
• $$T_1 + T_2 = 2 \times 30$$
• $$T_1 + T_2 = 60^\circ C$$

Bu durumda, başlangıçtaki iki sıvının sıcaklıkları toplamı 60°C olmalıdır. Seçenekleri kontrol edelim:

• A) $20^\circ C + 40^\circ C = 60^\circ C$ (Mümkün)
• B) $25^\circ C + 35^\circ C = 60^\circ C$ (Mümkün)
• C) $30^\circ C + 20^\circ C = 50^\circ C$ (Mümkün Değil)
• D) $50^\circ C + 10^\circ C = 60^\circ C$ (Mümkün)

C seçeneğindeki sıcaklıkların toplamı 50°C olduğu için, bu durum denge sıcaklığının 30°C olmasını sağlayamaz.

Cevap C seçeneğidir.