Suhu Campuran saat Kesetimbang Termal

Dalam artikel ini, kita akan membahas tentang suhu campuran saat kesetimbang termal. Kita akan menggunakan contoh kasus di mana air sebanyak 200 gram dengan suhu 30°C dicampur dengan 100 gram air mendidih dengan suhu 90°C. Tujuan kita adalah untuk menentukan suhu campuran setelah terjadi kesetimbangan termal. Ketika dua benda dengan suhu yang berbeda dicampur bersama, mereka akan saling bertukar panas sampai mencapai kesetimbangan termal. Dalam kasus ini, air dengan suhu 30°C akan menyerap panas dari air mendidih dengan suhu 90°C. Untuk menentukan suhu campuran, kita dapat menggunakan hukum kekekalan energi. Jumlah panas yang hilang oleh air mendidih harus sama dengan jumlah panas yang diterima oleh air dengan suhu 30°C. Kita dapat menggunakan rumus Q = mcΔT, di mana Q adalah jumlah panas, m adalah massa, c adalah kalor spesifik, dan ΔT adalah perubahan suhu. Dalam kasus ini, kita memiliki dua benda dengan massa yang berbeda. Air dengan suhu 30°C memiliki massa 200 gram, sedangkan air mendidih memiliki massa 100 gram. Kita juga perlu mengetahui kalor spesifik air, yang dalam kasus ini adalah 1 kal/g°C. Kita dapat menghitung jumlah panas yang hilang oleh air mendidih menggunakan rumus Q = mcΔT. Dalam hal ini, massa air mendidih adalah 100 gram, kalor spesifik air adalah 1 kal/g°C, dan perubahan suhu adalah 90°C - suhu campuran. Kita juga dapat menghitung jumlah panas yang diterima oleh air dengan suhu 30°C menggunakan rumus yang sama. Dalam hal ini, massa air dengan suhu 30°C adalah 200 gram, kalor spesifik air adalah 1 kal/g°C, dan perubahan suhu adalah suhu campuran - 30°C. Karena jumlah panas yang hilang oleh air mendidih harus sama dengan jumlah panas yang diterima oleh air dengan suhu 30°C, kita dapat menyelesaikan persamaan ini untuk mencari suhu campuran. Setelah melakukan perhitungan, kita menemukan bahwa suhu campuran saat kesetimbang termal adalah 50°C. Oleh karena itu, jawaban yang benar untuk pertanyaan ini adalah c. 50. Dalam kesimpulan, suhu campuran saat kesetimbang termal dapat ditentukan dengan menggunakan hukum kekekalan energi dan rumus Q = mcΔT. Dalam contoh kasus ini, air dengan suhu 30°C dicampur dengan air mendidih dengan suhu 90°C, dan suhu campuran setelah terjadi kesetimbangan termal adalah 50°C.