Temperatura final de una mezcla

Con esta calculadora obtienes la temperatura final de una mezcla de dos cantidades, incluso de materiales distintos, con la regla de Richmann. Ejemplo: 2 kg de agua a 80 °C y 3 kg de agua a 20 °C quedan a 44 °C.

Fuente: Wikipedia – Richmannsche Mischungsregel. Actualizado: .

kg
°C
c = calor específico en kJ/(kg·K), valores típicos a unos 20 °C.
kg
°C
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Resultado

Resultado
Temperatura de la mezcla: 44 °C
Capacidad calorífica y cambio de temperatura
CuerpoCapacidad calorífica m·cTemperatura antes → después
1 · Agua8,364 kJ/K80 → 44 °C (−36 K)
2 · Agua12,546 kJ/K20 → 44 °C (+24 K)
Calor transferido301,1 kJ0,08364 kWh
Procedimiento
  • Capacidades caloríficas: cuerpo 1: 2 kg · 4,182 kJ/(kg·K) = 8,364 kJ/K; cuerpo 2: 3 kg · 4,182 kJ/(kg·K) = 12,546 kJ/K.
  • Regla de Richmann: Tm = (k₁·T₁ + k₂·T₂) / (k₁ + k₂) = (8,364·80 + 12,546·20) / (8,364 + 12,546) = 44 °C.
  • El cuerpo más caliente (1) cede 301,1 kJ al cuerpo 2.
El cálculo supone que no hay pérdida de calor al entorno ni cambio de estado (fusión, ebullición). Las capacidades caloríficas son valores típicos a unos 20 °C.

Cómo se calcula

Al mezclar dos cuerpos con distinta temperatura, las temperaturas se igualan: el más caliente cede exactamente el calor que absorbe el más frío. De ahí sale la regla de mezclas de Richmann, que da la temperatura final común.

La fórmula

Cada cuerpo tiene una capacidad calorífica k = m·c, masa por calor específico. La temperatura de la mezcla es T = (k₁·T₁ + k₂·T₂) / (k₁ + k₂), un promedio ponderado. Con el mismo material c se simplifica: 2 kg de agua a 80 °C y 3 kg a 20 °C dan (2·80 + 3·20) / 5 = 44 °C. Los materiales distintos pesan de forma distinta: el agua, con c = 4,182 kJ/(kg·K), almacena mucho más calor que el cobre (0,382), así que un trozo de metal caliente apenas calienta el agua donde cae. El calor transferido es Q = k·ΔT.

Preparar el agua del baño

En el segundo modo fijas la cantidad total y la temperatura deseada. Para 150 l a 38 °C con agua caliente a 60 °C y fría a 15 °C hacen falta 150·(38 − 15) / (60 − 15) ≈ 76,7 l de agua caliente y 73,3 l de fría.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la temperatura final de una mezcla?

Con T = (m₁·c₁·T₁ + m₂·c₂·T₂) / (m₁·c₁ + m₂·c₂). Con dos cantidades del mismo material es simplemente el promedio de las temperaturas ponderado por las masas.

¿Qué es el calor específico?

Es el calor que necesita un kilogramo de un material para subir un kelvin. Para el agua son 4,182 kJ/(kg·K); para el hierro, unos 0,45.

¿Cuánta agua caliente necesito para un baño?

La cantidad de agua caliente es la cantidad total por (deseada − fría) dividida entre (caliente − fría). El resto se completa con agua fría.

Fuentes y base legal

Última actualización: · Principios editoriales

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