Temperatura final da mistura

Com esta calculadora você descobre a temperatura final da mistura de duas quantidades, até de materiais diferentes, pela regra de Richmann. Exemplo: 2 kg de água a 80 °C e 3 kg de água a 20 °C ficam a 44 °C.

Fonte: Wikipedia – Richmannsche Mischungsregel. Atualizado em: .

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

Resultado
Temperatura da mistura: 44 °C
Capacidade térmica e variação de temperatura
CorpoCapacidade térmica m·cTemperatura antes → depois
1 · Água8,364 kJ/K80 → 44 °C (−36 K)
2 · Água12,546 kJ/K20 → 44 °C (+24 K)
Calor transferido301,1 kJ0,08364 kWh
Passo a passo
  • Capacidades térmicas: corpo 1: 2 kg · 4,182 kJ/(kg·K) = 8,364 kJ/K; corpo 2: 3 kg · 4,182 kJ/(kg·K) = 12,546 kJ/K.
  • Regra de Richmann: Tm = (k₁·T₁ + k₂·T₂) / (k₁ + k₂) = (8,364·80 + 12,546·20) / (8,364 + 12,546) = 44 °C.
  • O corpo mais quente (1) cede 301,1 kJ ao corpo 2.
O cálculo supõe que não há perda de calor para o ambiente nem mudança de estado (fusão, ebulição). As capacidades térmicas são valores típicos a cerca de 20 °C.

Como o cálculo é feito

Ao misturar dois corpos com temperaturas diferentes, as temperaturas se igualam: o mais quente cede exatamente o calor que o mais frio absorve. Daí vem a regra de misturas de Richmann, que dá a temperatura final comum.

A fórmula

Cada corpo tem uma capacidade térmica k = m·c, massa vezes calor específico. A temperatura da mistura é T = (k₁·T₁ + k₂·T₂) / (k₁ + k₂), uma média ponderada. Com o mesmo material o c se cancela: 2 kg de água a 80 °C e 3 kg a 20 °C dão (2·80 + 3·20) / 5 = 44 °C. Materiais diferentes pesam de modo diferente: a água, com c = 4,182 kJ/(kg·K), guarda bem mais calor que o cobre (0,382), então um pedaço de metal quente quase não aquece a água em que cai. O calor transferido é Q = k·ΔT.

Preparar a água do banho

No segundo modo você define a quantidade total e a temperatura desejada. Para 150 l a 38 °C com água quente a 60 °C e fria a 15 °C são necessários 150·(38 − 15) / (60 − 15) ≈ 76,7 l de água quente e 73,3 l de fria.

Perguntas frequentes

Como calcular a temperatura final da mistura?

Com T = (m₁·c₁·T₁ + m₂·c₂·T₂) / (m₁·c₁ + m₂·c₂). Com duas quantidades do mesmo material, é simplesmente a média das temperaturas ponderada pelas massas.

O que é calor específico?

É o calor de que um quilograma de um material precisa para subir um kelvin. Para a água são 4,182 kJ/(kg·K); para o ferro, cerca de 0,45.

Quanta água quente preciso para um banho?

A quantidade de água quente é a quantidade total vezes (desejada − fria) dividida por (quente − fria). O resto você completa com água fria.

Fontes e base legal

Última atualização: · Princípios editoriais

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