طریقۂ اختلاط سے دھات کی مخصوص حرارتی گنجائش کا تعین

جیسے جوزف بلیک اٹھارہویں صدی میں کرتے تھے، ہم طریقۂ اختلاط سے نامعلوم دھات کی مخصوص حرارتی گنجائش $c_m$ ناپنا چاہتے ہیں۔ $m=0{,}150\,\text{kg}$ نمونے کو $T_m=95\,{}^\circ\text{C}$ تک گرم کر کے جلدی سے اس حرارت پیما میں ڈالتے ہیں جس میں $T_e=18\,{}^\circ\text{C}$ پر $m_e=0{,}250\,\text{kg}$ پانی ہے؛ $c_e=4{,}18\times10^3\,\text{J}\!\cdot\!\text{kg}^{-1}\!\cdot\!\text{K}^{-1}$۔ حرارتی توازن پر $T_{eq}=22\,{}^\circ\text{C}$ ملتا ہے۔ پہلے ظرف (دیواریں، ہلانے والا اور تھرمامیٹر) کی اپنی حرارتی گنجائش نظرانداز کریں۔

1. پچھلی مشق کی طرح دھات اور پانی کے بند نظام میں توانائی کی بقا لکھیں، جہاں $c_m$ واحد نامعلوم ہو۔
2. $c_m$ کا جبری اظہار اور عددی قدر نکالیں۔ یہ تقریباً کس عام دھات سے مطابقت رکھتی ہے؟ حوالہ: المونیم $\approx9{,}0\times10^2\,\text{J}\!\cdot\!\text{kg}^{-1}\!\cdot\!\text{K}^{-1}$، لوہا $\approx4{,}5\times10^2$، تانبا $\approx3{,}9\times10^2$، سیسہ $\approx1{,}3\times10^2$۔
3. حقیقت میں ظرف بھی دھات کی دی ہوئی حرارت کا کچھ حصہ لیتا ہے۔ اسے آبی مساوی $\mu=1{,}5\times10^{-2}\,\text{kg}$ سے نمونہ بنائیں: حرارت پیما گویا پانی کی اضافی کمیت $\mu$ ہے۔ $\mu$ شامل کر کے $c_m$ دوبارہ نکالیں اور اصلاح کی سمت پر تبصرہ کریں (کیا درست قدر سوال ۲ سے بڑی ہے یا چھوٹی؟)۔
4. تجربے میں نمونے کو جلدی حرارت پیما میں ڈالنا اور پیمائش کے دوران محیطی ہوا سے اچھی طرح حرارتی طور پر الگ رکھنا کیوں ضروری ہے؟