Mischungstemperatur berechnen

Hier können Sie die Mischungstemperatur berechnen: Zwei Mengen, auch aus verschiedenen Stoffen, ergeben nach der Richmannschen Mischungsregel eine gemeinsame Endtemperatur. Beispiel: 2 kg Wasser mit 80 °C und 3 kg Wasser mit 20 °C ergeben 44 °C.

Beispiel: Was möchten Sie wissen: Endtemperatur einer Mischung · Masse Körper 1 2 kg · Temperatur Körper 1 80 °C · Stoff Körper 1: Wasser (c = 4,182) · Masse Körper 2 3 kg · Temperatur Körper 2 20 °C · Stoff Körper 2: Wasser (c = 4,182) → Ergebnis: Mischtemperatur: 44 °C. Quelle: Wikipedia – Richmannsche Mischungsregel. Stand: .

kg
°C
c = spezifische Wärmekapazität in kJ/(kg·K), Richtwerte bei etwa 20 °C.
kg
°C
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Ergebnis

Ergebnis
Mischtemperatur: 44 °C
Wärmekapazität und Temperaturänderung
KörperWärmekapazität m·cTemperatur vorher → nachher
1 · Wasser8,364 kJ/K80 → 44 °C (−36 K)
2 · Wasser12,546 kJ/K20 → 44 °C (+24 K)
Übertragene Wärme301,1 kJ0,08364 kWh
Rechenweg
  • Wärmekapazitäten: Körper 1: 2 kg · 4,182 kJ/(kg·K) = 8,364 kJ/K; Körper 2: 3 kg · 4,182 kJ/(kg·K) = 12,546 kJ/K.
  • Richmannsche Regel: Tm = (k₁·T₁ + k₂·T₂) / (k₁ + k₂) = (8,364·80 + 12,546·20) / (8,364 + 12,546) = 44 °C.
  • Der wärmere Körper 1 gibt 301,1 kJ an Körper 2 ab.
Die Rechnung gilt ohne Wärmeverlust an die Umgebung und ohne Aggregatzustandsänderung (Schmelzen, Verdampfen). Die Wärmekapazitäten sind Richtwerte bei etwa 20 °C.

So wird gerechnet

Mischt man zwei Körper mit unterschiedlicher Temperatur, gleichen sich die Temperaturen aus: Der wärmere gibt genau so viel Wärme ab, wie der kältere aufnimmt. Daraus folgt die Richmannsche Mischungsregel, mit der sich die gemeinsame Endtemperatur berechnen lässt.

Die Formel

Jeder Körper hat die Wärmekapazität k = m·c, also Masse mal spezifische Wärmekapazität. Die Mischtemperatur ist T = (k₁·T₁ + k₂·T₂) / (k₁ + k₂), ein gewichteter Mittelwert. Bei gleichen Stoffen kürzt sich c heraus: 2 kg Wasser mit 80 °C und 3 kg Wasser mit 20 °C ergeben (2·80 + 3·20) / 5 = 44 °C. Verschiedene Stoffe zählen unterschiedlich: Wasser mit c = 4,182 kJ/(kg·K) speichert viel mehr Wärme als Kupfer mit 0,382, deshalb kühlt ein heißes Metallstück in Wasser dieses kaum auf. Die übertragene Wärme beträgt Q = k·ΔT.

Badewasser mischen

Im zweiten Modus legen Sie die Gesamtmenge und die Wunschtemperatur fest. Für 150 l mit 38 °C aus 60 °C heißem und 15 °C kaltem Wasser braucht man 150·(38 − 15) / (60 − 15) ≈ 76,7 l heißes und 73,3 l kaltes Wasser.

Häufige Fragen

Wie berechnet man die Mischungstemperatur?

Mit T = (m₁·c₁·T₁ + m₂·c₂·T₂) / (m₁·c₁ + m₂·c₂). Bei zwei Mengen desselben Stoffs genügt der gewichtete Mittelwert der Temperaturen nach den Massen.

Was ist die spezifische Wärmekapazität?

Sie gibt an, wie viel Wärme ein Kilogramm eines Stoffs braucht, um sich um ein Kelvin zu erwärmen. Für Wasser sind es 4,182 kJ/(kg·K), für Eisen etwa 0,45.

Wie viel heißes Wasser brauche ich für ein Bad?

Die Menge heißen Wassers ist Gesamtmenge mal (Wunsch − kalt) geteilt durch (heiß − kalt). Den Rest füllen Sie mit kaltem Wasser auf.

Quellen und Rechtsgrundlagen

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