jawaban : 100°C

Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan hukum kekekalan energi yang menyatakan bahwa energi total dalam sistem terjaga selama tidak ada energi yang keluar atau masuk dari sistem tersebut. Dalam hal ini, energi yang dipertimbangkan adalah panas atau energi kalor yang dilepaskan atau diserap oleh zat A dan B saat mencapai kesetimbangan termal.

Mari kita hitung jumlah kalor yang dilepaskan atau diserap oleh masing-masing zat saat mencapai kesetimbangan termal. Kita bisa menggunakan rumus:

Q = mcΔT

di mana:

Q adalah kalor yang dilepaskan atau diserap

m adalah massa zat

c adalah kalor jenis zat

ΔT adalah perubahan suhu

Untuk zat A, jumlah kalor yang dilepaskan saat mencapai kesetimbangan termal dapat dihitung dengan:

Q(A) = m(A) x c(A) x (T(A) - T(F))

di mana:

m(A) = 200 g (massa zat A dalam campuran)

c(A) = 0,8 J/g°C (kalor jenis zat A)

T(A) = 50°C (suhu awal zat A)

T(F) = suhu akhir campuran (yang akan dicari)

Untuk zat B, jumlah kalor yang diserap saat mencapai kesetimbangan termal dapat dihitung dengan:

Q(B) = m(B) x c(B) x (T(B) - T(F))

di mana:

m(B) = 200 - m(A) = 200 - 200 = 0 g (massa zat B dalam campuran, dihitung dengan selisih dari massa campuran dan massa zat A)

c(B) = 1,2 J/g°C (kalor jenis zat B)

T(B) = 30°C (suhu awal zat B)

T(F) = suhu akhir campuran (yang akan dicari)

Karena energi total dalam sistem terjaga, jumlah kalor yang dilepaskan oleh zat A harus sama dengan jumlah kalor yang diserap oleh zat B saat mencapai kesetimbangan termal. Dengan demikian, kita dapat menyamakan kedua persamaan untuk Q(A) dan Q(B):

m(A) x c(A) x (T(A) - T(F)) = m(B) x c(B) x (T(B) - T(F))

Dengan mensubstitusikan nilai yang diketahui, kita dapat mencari suhu akhir campuran:

200 g x 0,8 J/g°C x (50°C - T(F)) = 0 g x 1,2 J/g°C x (30°C - T(F))

16000 - 160T(F) = 0

160T(F) = 16000

T(F) = 100°C

Jadi, suhu akhir campuran setelah mencapai kesetimbangan termal adalah 100°C