মিশ্রণ পদ্ধতিতে একটি ধাতুর ভর-নির্দিষ্ট তাপধারণ ক্ষমতা নির্ণয়

XVIII^e শতাব্দীতে জোসেফ ব্ল্যাক যেমন করতেন, তেমন মিশ্রণ পদ্ধতিতে অজানা ধাতুর ভর-নির্দিষ্ট তাপধারণ ক্ষমতা $c_m$ মাপতে চাই। $m=0{,}150\,\text{kg}$ নমুনাটিকে $T_m=95\,{}^\circ\text{C}$ পর্যন্ত গরম করে দ্রুত এমন ক্যালরিমিটারে ডোবানো হয় যাতে $T_e=18\,{}^\circ\text{C}$ তাপমাত্রার $m_e=0{,}250\,\text{kg}$ জল আছে; $c_e=4{,}18\times10^3\,\text{J}\!\cdot\!\text{kg}^{-1}\!\cdot\!\text{K}^{-1}$। তাপীয় সাম্যে $T_{eq}=22\,{}^\circ\text{C}$ মাপা হয়। প্রথমে ক্যালরিমিটার পাত্রের (দেয়াল, নাড়নি, থার্মোমিটার) নিজস্ব তাপধারণ ক্ষমতা উপেক্ষা করুন।

1. আগের অনুশীলনের মতো ধাতু ও জলের অন্তরিত তন্ত্রের শক্তি সংরক্ষণ লিখুন, যাতে $c_m$ একমাত্র অজানা থাকে।
2. $c_m$-এর বীজগাণিতিক রাশি ও সাংখ্যিক মান নির্ণয় করুন। এটি আনুমানিক কোন পরিচিত ধাতুর সঙ্গে মেলে? তুলনার মান: অ্যালুমিনিয়াম $\approx9{,}0\times10^2\,\text{J}\!\cdot\!\text{kg}^{-1}\!\cdot\!\text{K}^{-1}$, লোহা $\approx4{,}5\times10^2$, তামা $\approx3{,}9\times10^2$, সিসা $\approx1{,}3\times10^2$।
3. বাস্তবে ক্যালরিমিটার পাত্রও ধাতুর ছাড়া তাপের একটি অংশ গ্রহণ করে। একে জল-সমতুল্য $\mu=1{,}5\times10^{-2}\,\text{kg}$ দিয়ে মডেল করা হয়: ক্যালরিমিটারটি যেন অতিরিক্ত $\mu$ ভরের জলের মতো আচরণ করে। $\mu$ ধরে $c_m$ আবার নির্ণয় করুন এবং সংশোধনের দিক ব্যাখ্যা করুন (সংশোধিত মান প্রশ্ন ২-এর চেয়ে বড় না ছোট?)।
4. পরীক্ষায় নমুনাটি দ্রুত ক্যালরিমিটারে ডোবানো এবং মাপার সময় পরিবেশের বায়ু থেকে ভালোভাবে তাপীয়ভাবে অন্তরিত রাখা জরুরি কেন?