مخلوط کردن آب با دماهای مختلف

راهنمایی کوتاه: وقتی دو نمونه آب با دمای یکسان را مخلوط می‌کنیم، دمای مخلوط برابر با دمای اولیه خواهد بود.

گام‌به‌گام:

1. در این مسئله، دو نمونه آب داریم: ۲۰ گرم آب با دمای ۵۰ درجه سانتی‌گراد و ۳۰ گرم آب با دمای ۵۰ درجه سانتی‌گراد.
2. دمای هر دو نمونه دقیقاً یکسان است (۵۰ درجه سانتی‌گراد).
3. وقتی دو ماده با دمای یکسان را مخلوط می‌کنیم، هیچ انتقال حرارتی بین آن‌ها رخ نمی‌دهد.
4. بنابراین دمای مخلوط نهایی نیز همان ۵۰ درجه سانتی‌گراد خواهد بود.
5. جرم کل مخلوط برابر است با مجموع جرم‌ها: ۲۰ گرم + ۳۰ گرم = ۵۰ گرم.
6. ویژگی‌های فیزیکی مانند چگالی و ظرفیت گرمایی ویژه (در صورت عدم تغییر فاز) نیز ثابت می‌مانند.

پاسخ نهایی:

• ویژگی‌های یکسان با نمونه‌های اولیه: دما (۵۰ درجه سانتی‌گراد)، حالت فیزیکی (مایع)، چگالی (در شرایط یکسان)، ظرفیت گرمایی ویژه، و خواص شیمیایی آب.
• ویژگی‌های تغییر کرده: جرم کل (۵۰ گرم)، حجم کل (اگر چگالی ثابت بماند، حجم مجموع حجم‌های اولیه است).

مثال مشابه:

اگر ۱۰ گرم شکر با دمای ۲۵ درجه را با ۱۵ گرم شکر با دمای ۲۵ درجه مخلوط کنیم، دمای مخلوط همان ۲۵ درجه می‌ماند و فقط جرم کل تغییر می‌کند.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری:

در مخلوط کردن دو ماده با دماهای متفاوت، از رابطه تعادل گرمایی استفاده می‌کنیم:
$m_1{c}_1(T_f-T_1)=m_2{c}_2(T_2-T_f)$
که در آن T_f دمای نهایی است. در این مسئله چون T₁ = T₂، پس T_f نیز برابر با همان دما خواهد بود.