Temperatura mieszaniny
Ten kalkulator oblicza temperaturę mieszaniny dwóch ilości, także różnych substancji, według reguły mieszania Richmanna. Przykład: 2 kg wody o temperaturze 80 °C i 3 kg wody o temperaturze 20 °C dają 44 °C.
Przykład: Co chcesz obliczyć: Temperaturę końcową mieszaniny · Masa ciała 1 2 kg · Temperatura ciała 1 80 °C · Substancja ciała 1: Woda (c = 4,182) · Masa ciała 2 3 kg · Temperatura ciała 2 20 °C · Substancja ciała 2: Woda (c = 4,182) → Wynik: Temperatura mieszaniny: 44 °C. Źródło: Wikipedia – Richmannsche Mischungsregel. Stan na: .
Jak to obliczamy
Gdy mieszamy dwa ciała o różnych temperaturach, temperatury się wyrównują: cieplejsze oddaje dokładnie tyle ciepła, ile pobiera zimniejsze. Stąd wynika reguła mieszania Richmanna, która daje wspólną temperaturę końcową.
Wzór
Każde ciało ma pojemność cieplną k = m·c, czyli masę razy ciepło właściwe. Temperatura mieszaniny to T = (k₁·T₁ + k₂·T₂) / (k₁ + k₂), czyli średnia ważona. Dla tej samej substancji c się skraca: 2 kg wody o 80 °C i 3 kg o 20 °C dają (2·80 + 3·20) / 5 = 44 °C. Różne substancje liczą się różnie: woda, z c = 4,182 kJ/(kg·K), magazynuje znacznie więcej ciepła niż miedź (0,382), więc gorący kawałek metalu ledwo ogrzewa wodę, do której wpada. Przekazane ciepło to Q = k·ΔT.
Woda do kąpieli
W drugim trybie podajesz ilość łączną i wymaganą temperaturę. Na 150 l o temperaturze 38 °C z wody gorącej 60 °C i zimnej 15 °C potrzeba 150·(38 − 15) / (60 − 15) ≈ 76,7 l gorącej i 73,3 l zimnej wody.
- Reguła zakłada, że nic nie topi się, nie zamarza i nie paruje.
- W praktyce ciepło ucieka do naczynia i powietrza, więc temperatura końcowa jest nieco niższa.
- Pojemności cieplne to wartości typowe przy około 20 °C i niewiele zmieniają się z temperaturą.
Najczęściej zadawane pytania
Jak obliczyć temperaturę mieszaniny?
Wzorem T = (m₁·c₁·T₁ + m₂·c₂·T₂) / (m₁·c₁ + m₂·c₂). Dla dwóch ilości tej samej substancji to po prostu średnia temperatur ważona masami.
Czym jest ciepło właściwe?
To ciepło potrzebne, by kilogram substancji ogrzać o jeden kelwin. Dla wody wynosi 4,182 kJ/(kg·K), dla żelaza około 0,45.
Ile gorącej wody potrzeba do kąpieli?
Ilość gorącej wody to ilość łączna razy (wymagana − zimna) podzielona przez (gorąca − zimna). Resztę uzupełnia się zimną wodą.
Źródła i podstawa prawna
- Wikipedia – Richmannsche Mischungsregel
- Wikipedia – Spezifische Wärmekapazität (ciepło właściwe, tabela)
- Wikipedia – Heat capacity
Stan na: · Zasady redakcyjne
Podobne narzędzia
- Ciepło parowania i ciepło topnieniaOblicz ciepło parowania, skraplania, topnienia i krzepnięcia Q = m·L z wartościami dla 16 substancji oraz pełną krzywą ogrzewania wody od lodu do pary.
- Ile energii potrzeba do podgrzania wody?Ile energii potrzeba do podgrzania wody: kalkulator ciepła dla wody, metali i powietrza, wynik w kWh i kJ z masy i wzrostu temperatury, czas grzania i koszt.
- Rozszerzalność cieplnaRozszerzalność cieplna stali, aluminium, miedzi, betonu i tworzyw: zmiana długości i objętości przy zmianie temperatury, z tabelą na metr i procentami.
- Przelicznik: Fahrenheit na CelsjuszaPrzelicz stopnie Fahrenheita na Celsjusza i odwrotnie: °C = (°F − 32) ÷ 1,8. Także kelwiny, Rankine i Réaumur – z obliczeniem krok po kroku i tabelą.
- Rozcieńczanie roztworów: kalkulator stężeń, proporcji i metody krzyżowejKalkulator rozcieńczania roztworów C1·V1 = C2·V2: ile roztworu i wody, stężenie końcowe, proporcje typu 1:50 (części lub całość) i metoda krzyżowa.
- Prawo stygnięcia NewtonaPrawo stygnięcia Newtona: oblicz temperaturę po danym czasie, czas do temperatury docelowej albo stałą stygnięcia – ze wzorem i rozwiązanym przykładem.
- Kalkulator onlineDarmowy kalkulator online: wpisz lub klikaj, a wynik pojawi się od razu – z kolejnością działań, nawiasami, procentami, pierwiastkiem i historią.
- Ryzyko względne – kalkulatorRyzyko względne kalkulator dla tabeli 2×2: RR, ryzyko w obu grupach, różnica ryzyka, NNT i 95-procentowy przedział ufności z pełnymi obliczeniami krok po kroku.
- Czerwony pasek: kalkulator średniej ocenCzerwony pasek: wpisz oceny roczne i zachowanie, a kalkulator policzy średnią, sprawdzi próg 4,75 i pokaże, ile stopni brakuje do świadectwa z paskiem.