Для решения данной задачи мы будем использовать принцип теплового равновесия. Начнем с анализа каждого этапа эксперимента.

1. **Первый эксперимент**: Термометр, погруженный в воду, показывает температуру t1 = 50°C. Это означает, что температура воды в момент, когда термометр достиг равновесия, равна 50°C.

2. **Второй эксперимент**: У нас есть два термометра, которые показывают одинаковую температуру t2 = 40°C. Это значит, что оба термометра достигли теплового равновесия с водой, но в этом случае температура воды ниже, чем в первом эксперименте.

Теперь давайте сделаем выводы:

• В первом эксперименте термометр показывал 50°C, что соответствует температуре воды.
• Во втором эксперименте, когда использовали два термометра, температура воды была ниже, и термометры показали 40°C.

Теперь, чтобы найти начальную температуру воды θ, мы можем использовать закон сохранения энергии. Поскольку термометры одинаковые, можно предположить, что они равномерно обменивались теплом с водой.

Согласно закону сохранения энергии, теплота, переданная от воды к термометрам, равна теплоте, которая была поглощена термометрами:

Теплота от воды:

• Q1 = m * c * (θ - t1), где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, t1 = 50°C.

Теплота от термометров:

• Q2 = 2 * m_t * c_t * (t2 - θ), где m_t - масса одного термометра, c_t - удельная теплоемкость термометра, t2 = 40°C.

Поскольку термометры одинаковые, можно упростить уравнение, и мы можем сказать, что:

m * c * (θ - 50) = 2 * m_t * c_t * (40 - θ)

Теперь, чтобы найти начальную температуру воды θ, мы можем использовать значения t1 и t2:

Поскольку термометры достигли равновесия при 40°C, можно предположить, что начальная температура воды была выше 40°C. Мы можем использовать среднее значение температур для определения начальной температуры воды:

θ = (t1 + t2) / 2 = (50 + 40) / 2 = 45°C.

Таким образом, начальная температура воды θ составляет 45°C.