برای حل این مسئله باید از قانون بقای انرژی استفاده کنیم. در ظرف عایق، مجموع انرژی از دسترفته و جذبشده اجسام باید صفر باشد، زیرا تبادل حرارتی با محیط نداریم.
در این مسئله:
- \( m_1 = 0.15 \, \text{kg} \) جرم آب
- \( c_1 = 4200 \, \text{J/kg°C} \) گرمای ویژه آب
- \( T_1 = 20 \, \text{°C} \) دمای اولیه آب
- \( m_2 = 0.18 \, \text{kg} \) جرم فلز
- \( c_2 = C \) گرمای ویژه فلز (نامعلوم)
- \( T_2 = 232 \, \text{°C} \) دمای اولیه فلز
- دمای تعادل \( T_{\text{eq}} = 60 \, \text{°C} \)
انرژی از دسترفته توسط فلز:
\[ Q_{\text{فلز}} = m_2 \cdot c_2 \cdot (T_2 - T_{\text{eq}}) = 0.18 \cdot C \cdot (232 - 60) \]
انرژی جذبشده توسط آب:
\[ Q_{\text{آب}} = m_1 \cdot c_1 \cdot (T_{\text{eq}} - T_1) = 0.15 \cdot 4200 \cdot (60 - 20) \]
طبق قانون بقای انرژی، داریم:
\[ Q_{\text{فلز}} + Q_{\text{آب}} = 0 \]
\[ 0.18 \cdot C \cdot 172 = 0.15 \cdot 4200 \cdot 40 \]
حالا C را میتوانیم پیدا کنیم:
\[ 0.18 \cdot C \cdot 172 = 25200 \]
\[ C \cdot 30.96 = 25200 \]
\[ C = \frac{25200}{30.96} \]
محاسبه کنید تا مقدار C به دست آید.
