¿Cuál es la proporción exacta para mezclar el agua hirviendo y el agua a temperatura ambiente, para hacer un agua de 80 grados Celsius para el té verde?

tl; dr: Hice esto en modo difícil. La relación volumétrica de agua caliente a agua fría requerida es más cercana a 3.102 que a 3.

Para la mayoría de los propósitos, asumiendo 20 grados Celsius de agua a temperatura ambiente, la relación generalmente se toma como 3 a 1, que es la solución trivial a la ecuación
[matemáticas] 20x + 100y = 80 (x + y) [/ math]
Esta ecuación se deriva a su vez de la relación de equivalencia energética
[math] E = m_ {water} C_ {p_ {water}} \ Delta T [/ math]
utilizando la suposición de que la capacidad calorífica [matemática] C_p [/ math] es constante en todo el rango de temperatura y que la densidad (implícitamente asumida desde [matemáticas] m = \ rho V [/ math]) también se mantiene constante.

Eliminar estas suposiciones, sin embargo, significa que tenemos un problema mucho más interesante. Resulta que si bien la diferencia es pequeña, el agua no tiene una capacidad de calor invariable y la densidad en el rango de temperatura de 20 grados C a 100 grados C. Puede obtener más información al respecto en Agua – Propiedades rmicas.

Podemos resolver esto de la misma manera que lo hicimos antes, utilizando un balance de energía. Sin embargo, dado que no existe una ecuación explícita y fundamental para la capacidad de calor real del agua, tendremos que usar un método de diferencia finita para resolver la ecuación diferencial simple
[math] \ frac {dE} {dT} = C_p [/ math] donde [math] C_p = f (T) [/ math]
tanto para los cambios de temperatura del agua fría como de la caliente.

Para simplificar, podemos usar el sitio web de Engineering Toolbox que vinculé anteriormente para hacer esto. Da datos a intervalos de 5 grados Celsius. Seguí adelante y realicé el análisis finito diferente como se muestra a continuación en algunas tablas feas que pegué de Excel:
Esto lo combiné con las relaciones volumétricas requeridas (ya que el agua caliente hirviendo es en realidad un poco más alta en volumen que el agua fría) para encontrar que:

La relación volumétrica de agua caliente a agua fría requerida es más cercana a 3.102 que a 3.

Con datos más granulares podría obtener una mejor aproximación. Las mediciones métricas deben ser autoexplicativas; para el sistema de EE. UU., 0,102 tazas son aproximadamente 5 cucharaditas.