Протон имеет заряд. Поэтому когда он движется в среде перенасыщенного пара (или перегретой жидкости) , он служит центром конденсации (или испарения) , что проявляется как возникновение капелек жидкости (или пузырьков пара) вдоль траектории движения. То есть образуется дорожка, которая легко фиксируется фотокамерой. И таким свойством обладает не только протон, но любая заряженная частица. Поэтому заряженные частицы обнаружить сравнительно легко. А нейтрон заряда не имеет. По этой причине он не может вызвать конденсацию перенасыщенного пара или испарение перегретой жидкости и видимая дорожка вдоль его траектории движения не возникает. Поэтому и обнаружть его долгое время не удавалось
Уравнение теплового баланса: Q₁+Q₂=0, где Q₁ - кол-во теплоты отданное водяным паром, а Q₂ - кол-во теплоты принятое водой.
Q₁ = c₁m₁(t₃-t₁) , с₁-удельная теплоемкость водяного пара, m₁ - масса водяного пара, t₃-конечная температура, t₁-начальная температура водяного пара.
Q₂=c₂m₂(t₃-t₂), с₂-удельная теплоемкость воды, m₂ - масса воды, t₃-конечная температура, t₂-начальная температура воды.
Подставляем и получаем: с₁m₁(t₃-t₁) + c₂m₂(t₃-t₂)=0
Раскрываем скобки: c₁m₁t₃ - c₁m₁t₁ + c₂m₂t₃ - c₂m₂t₂=0
Переменные с неизвестное в одну сторону, все остальное в другую: с₁m₁t₃ + c₂m₂t₃ = c₁m₁t₁ + c₂m₂t₂
Выносим за скобки: t₃(c₁m₁ + c₂m₂)=c₁m₁t₁ + c₂m₂t₂
Конечная формула: t₃=(c₁m₁t₁ + c₂m₂t₂)/c₁m₁+c₂m₂
Подставляем численные значения: t₃=(4200*0.2*15 + 2020*0.01*100)/4200*0.2-2020*0.01≈17 С (градусов Цельсия)