Jawaban:

Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan persamaan Q = mCΔT, di mana Q adalah kalor yang ditransfer, m adalah massa benda yang dipanaskan, C adalah kalor jenis benda tersebut, dan ΔT adalah perubahan suhu.

Kita tahu bahwa massa air yang dicelupkan adalah 15 kg, dan kalor jenis air adalah 4200 J/kg°C. Kita tidak tahu suhu air mula-mula, tetapi kita tahu bahwa setelah terjadi kesetimbangan termal, suhu akhir campuran adalah 20°C.

Kita juga tahu bahwa kalor yang ditransfer dari air ke lingkungan sekitarnya sama dengan kalor yang ditransfer dari lingkungan sekitarnya ke air. Oleh karena itu, kita dapat menggunakan persamaan Q1 = Q2, di mana Q1 adalah kalor yang ditransfer dari air ke lingkungan sekitarnya, dan Q2 adalah kalor yang ditransfer dari lingkungan sekitarnya ke air.

Dengan menggabungkan kedua persamaan ini, kita dapat menyelesaikan untuk suhu air mula-mula:

Penjelasan:

Q1 = Q2

m1C1ΔT1 = m2C2ΔT2

Kita bisa menganggap bahwa lingkungan sekitarnya adalah benda yang sangat besar sehingga massa dan kalor jenisnya dapat diabaikan.

Dengan menggunakan data yang diberikan, persamaan ini dapat disederhanakan menjadi:

15 x 4200 x (T1 - 20) = 15 x 4200 x (20 - T1)

Kita dapat menyelesaikan persamaan ini untuk T1:

15 x 4200 x T1 - 15 x 4200 x 20 = -15 x 4200 x T1 + 15 x 4200 x 20

30 x 4200 x T1 = 15 x 4200 x 20 + 15 x 4200 x 20

T1 = (15 x 4200 x 20 + 15 x 4200 x 20) / (30 x 4200)

T1 = 30°C

Jadi, suhu air mula-mula adalah 30°C.