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: .
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.
- La regla supone que nada se funde, se congela ni se evapora.
- En la práctica se pierde calor en el recipiente y en el aire, así que la temperatura final es algo menor.
- Las capacidades caloríficas son valores típicos a unos 20 °C y cambian ligeramente con la temperatura.
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
- Wikipedia – Richmannsche Mischungsregel
- Wikipedia – Spezifische Wärmekapazität (capacidad calorífica específica, tabla)
- Wikipedia – Heat capacity
Última actualización: · Principios editoriales
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