Calcular la temperatura de equilibrio de una mezcla

Escribe la masa, el calor específico y la temperatura de cada cuerpo. Por defecto el calor específico es el del agua (4186 J/kg·°C). Se supone que ninguno cambia de estado y que no se pierde calor.

Fórmula de la temperatura de equilibrio

Tₑ = (m₁ · c₁ · T₁ + m₂ · c₂ · T₂) / (m₁ · c₁ + m₂ · c₂)

Sale de igualar el calor cedido por el cuerpo caliente al absorbido por el frío. Si los dos son agua (mismo c), es simplemente la media ponderada por las masas: 2 kg a 80 °C y 3 kg a 20 °C dan (2 · 80 + 3 · 20) / 5 = 44 °C.

Calores específicos

  • Agua: 4186 J/kg·°C · hielo: 2090 · aceite: unos 2000
  • Aluminio: 900 · hierro y acero: 450 · cobre: 385 · plomo: 128

Por eso un trozo de metal caliente apenas calienta el agua: 0,5 kg de hierro a 200 °C echados en 2 kg de agua a 20 °C la dejan a unos 24,7 °C.

El calorímetro

Este es el método para medir calores específicos: se echa un cuerpo caliente en agua dentro de un recipiente aislado, se mide la temperatura final y se despeja c.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la temperatura final de una mezcla de agua?

Con la media ponderada por las masas: Tₑ = (m₁T₁ + m₂T₂) / (m₁ + m₂). 1 L a 90 °C con 1 L a 10 °C queda a 50 °C.

¿Qué es el equilibrio térmico?

El estado al que llegan dos cuerpos en contacto cuando alcanzan la misma temperatura y dejan de intercambiar calor.

¿Y si hay hielo en la mezcla?

Hay que sumar el calor para fundirlo (334 kJ/kg). Esta calculadora supone que nadie cambia de estado; para los cambios de estado usa la de calor latente.

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