В момент, когда ты собирался в чашку с горячим чаем налить молоко, послышался звонок в дверь. Как поступить, чтобы чай остался более теплым - налить молоко сразу или после того, как откроешь дверь?

Сразу. Его темп станет меньше, разность температур с комнатой меньше и он отдаст меньше тепла.