Jawaban:

Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan prinsip kekekalan energi:

Energi yang dilepaskan oleh air panas = Energi yang diserap oleh air dingin + Energi yang diserap oleh gelas

Kita dapat menghitung energi yang dilepaskan oleh air panas menggunakan rumus:

Q1 = m1 * c1 * ΔT1

dengan:

Q1 = energi yang dilepaskan oleh air panas (dalam joule atau J)

m1 = massa air panas (dalam kilogram atau kg)

c1 = kalor jenis air (dalam joule per kilogram per derajat Celsius atau J/kg oC)

ΔT1 = perubahan suhu air panas (dalam derajat Celsius atau oC)

Substitusikan nilai yang diketahui ke dalam rumus di atas, maka:

Q1 = 0,2 kg * 420 J/kg oC * (90 oC - 20 oC)

Q1 = 0,2 kg * 420 J/kg oC * 70 oC

Q1 = 5880 J

Kita juga dapat menghitung energi yang diserap oleh air dingin menggunakan rumus yang sama, dengan nilai massa dan kalor jenis yang sesuai:

Q2 = m2 * c2 * ΔT2

dengan:

Q2 = energi yang diserap oleh air dingin (dalam J)

m2 = massa air dingin (dalam kg)

c2 = kalor jenis air dingin (dalam J/kg oC)

ΔT2 = perubahan suhu air dingin (dalam oC)

Substitusikan nilai yang diketahui ke dalam rumus di atas, maka:

Q2 = 0,1 kg * 900 J/kg oC * (T - 20 oC)

Kita juga perlu menghitung energi yang diserap oleh gelas. Kita anggap gelas memiliki massa 50 gram dan kalor jenis 840 J/kg oC, dan suhu awal gelas adalah 20 oC. Maka energi yang diserap oleh gelas dapat dihitung dengan rumus:

Q3 = m3 * c3 * ΔT3

dengan:

Q3 = energi yang diserap oleh gelas (dalam J)

m3 = massa gelas (dalam kg)

c3 = kalor jenis gelas (dalam J/kg oC)

ΔT3 = perubahan suhu gelas (dalam oC)

Substitusikan nilai yang diketahui ke dalam rumus di atas, maka:

Q3 = 0,05 kg * 840 J/kg oC * (T - 20 oC)

Karena energi yang dilepaskan oleh air panas sama dengan energi yang diserap oleh air dingin dan gelas, maka:

Q1 = Q2 + Q3

Substitusikan nilai-nilai yang telah kita hitung, maka:

5880 J = 0,1 kg * 900 J/kg oC * (T - 20 oC) + 0,05 kg * 840 J/kg oC * (T - 20 oC)

Sederhanakan persamaan di atas, maka:

5880 J = 90 J/oC * (T - 20 oC) + 42 J/oC * (T - 20 oC)

5880 J = 132