Как найти начальную температуру воды?

Если речь про «начальную температуру воды» в задаче/эксперименте, есть несколько рабочих способов. Ниже перечислю самые частые и покажу, как посчитать.

1) Прямое измерение термометром

Самый надёжный и простой способ.
• Обычный жидкостный или электронный термометр: подождать 10–20 секунд, перемешать воду, чтобы не было слоёв, снять показание.
• Бесконтактный ИК-термометр: держать перпендикулярно к поверхности, уменьшить отражения (чёрная кружка лучше, чем блестящий чайник), сделать пару измерений и усреднить.

2) По времени нагрева известной мощностью (чайник/нагреватель)

Если воду грели от температуры $T_0$ до $T_2$ (например, до кипения, $100^\circ\text{C}$), и известны:

• масса воды $m$ (в кг),

• мощность нагревателя $P$ (в ваттах),

• время нагрева $t$ (в секундах),

• удельная теплоёмкость воды $c \approx 4200\ \text{Дж/(кг·°C)}$,

• КПД установки $\eta$ (если неизвестен, берут 0,8–0,95 для электрочайника в закрытой кухне как грубую оценку),

то по тепловому балансу:

Пример. 1,0 кг воды закипели за 180 с в чайнике 2,0 кВт, примем $\eta=0{,}9$.

3) По смешиванию с водой (или телом) известной температуры

Смешали $m_1$ воды при температуре $T_0$ с $m_2$ воды при $T_2$. После перемешивания установилась равновесная температура $T_{eq}$. Теплопотерями пренебрегаем. Тогда:

Если сосуд «съедает» тепло, добавьте его теплоёмкость $C_{\text{кал}}$:

Пример. К 200 г неизвестно тёплой воды добавили 100 г воды $10^\circ\text{C}$, получили $T_{eq}=28^\circ\text{C}$.

4) По скорости остывания (закон Ньютона)

Если вода остывает в помещении с постоянной температурой $T_{\text{вне}}$, и вы записали температурный ряд $T(t)$, то:

Линейризовав: $\ln\bigl(T(t)-T_{\text{вне}}\bigr) = \ln\bigl(T_0 - T_{\text{вне}}\bigr) - kt$