Calcolatore di miscela termica

Un calcolatore di temperatura di miscela risponde a una domanda classica di calorimetria: se Lei mette a contatto termico due corpi o campioni di fluido e attende, a quale unica temperatura si stabilizzano? Inserisca massa, calore specifico e temperatura iniziale di ciascuna sostanza; lo strumento restituisce la temperatura di equilibrio adiabatico Tf uguale a (m1 c1 T1 più m2 c2 T2) su (m1 c1 più m2 c2), insieme ai pesi di capacità termica, a una breve stringa di formula e alla sostituzione passo passo che può copiare in compiti o test unitari. La capacità termica totale zero (entrambe le masse nulle) è pure rifiutata così il solver non divide mai per zero. Preparazione di laboratorio, controlli di intuizione a scala da cucina e valori attesi di coding-kata hanno tutti bisogno di quello stesso risultato di energia conservata senza aprire una suite termodinamica completa.

Cosa significa l'equilibrio termico dopo la miscela

Quando due sostanze che possono scambiare calore sono messe a contatto e isolate dall'ambiente, la conservazione dell'energia richiede che il calore perso dal corpo più caldo uguagli il calore guadagnato dal più freddo finché entrambi condividono una temperatura comune. Ponendo a zero la somma di quei termini di calore per due sostanze si ottiene la formula chiusa Tf uguale alla media ponderata per massa e capacità termica delle due temperature iniziali: numeratore m1 c1 T1 più m2 c2 T2, denominatore m1 c1 più m2 c2.

Quel risultato è indipendente da quale corpo parta più caldo; l'algebra è la stessa sia che si pensi al calore che scorre da sinistra a destra o viceversa. Le unità di temperatura devono coincidere per entrambe le entrate — Celsius con Celsius, kelvin con kelvin o Fahrenheit con Fahrenheit — perché la formula è affine-invariante su un'unica scala lineare di temperatura ma non è un convertitore di unità.

Anche le unità di massa devono coincidere tra m1 e m2, e le unità di calore specifico devono essere coerenti con quelle masse e temperature affinché m c abbia unità di energia per temperatura. Il percorso di controllo ricalcola la media ponderata con lo stesso arrotondamento fisso usato per i campi pubblicati, così una risposta di successo porta sempre passi che Lei può asserire in test o fogli di lavoro.

Consigli pratici, limiti e ricerche correlate

Tenga le entrate entro l'intervallo assoluto pubblicato affinché i prodotti m c T non trabocchino in un numeratore non finito che il solver deve rifiutare. Preferisca inviare numeri piuttosto che stringhe preformattate quando controlla il client; le stringhe numeriche sono accettate solo se corrispondono a un pattern numerico finito rigoroso. Usi la stessa scala di temperatura per entrambi i campioni e converta prima se i dati sorgente mescolano Celsius e kelvin.

Questa pagina mira a chi cerca un calcolatore di temperatura di miscela, temperatura di equilibrio dopo la miscela, o calorimetria a due sostanze online; non è un miscelatore multi-corpo con tre o più correnti, non è un calcolatore di cambiamento di fase o calore latente, e non è un convertitore di sole unità di temperatura.

Preferisca questa capacità quando ha già due masse, due calori specifici e due temperature iniziali e le serve solo l'equilibrio adiabatico; se il problema implica ghiaccio che fonde o ebollizione, risolva prima le fasi di calore latente separatamente.