سوال ۵۳ کنکور ارشد مهندسی مکانیک ۱۴۰۰

کل تانک صلب و عایق را سیستم بسته بگیرید. کار مرزی خارجی و انتقال گرما صفر است. برای گاز یکسان با گرمای ویژهٔ ثابت در دو محفظه، بقای انرژی داخلی می‌دهد:

جرم‌ها مساوی نیستند. برای کنترل، $m_1/m_2=(5/500)/(1/300)=3$ و $T_f=(3\cdot500+300)/4=450\,\mathrm{K}$ است. دمای نهایی بین دماهای اولیه قرار دارد. گزینهٔ ۳ منطبق است؛ مقادیر دیگر موازنهٔ انرژی تانک را نقض می‌کنند. برای گرماهای ویژهٔ وابسته به دما، اطلاعات خواص لازم است؛ مدل متعارف گاز ایدئال با گرمای ویژهٔ ثابت در این سؤال ضمنی است.

نکتهٔ کنکوری: حجم مساوی محفظه‌ها به‌معنای جرم مساوی نیست. برای گاز یکسان با گرمای ویژهٔ ثابت، جرم‌ها را با قانون گاز ایدئال حذف کنید.