Le calculateur de température finale est un outil fiable pour les étudiants, les ingénieurs et toute personne travaillant sur les transferts de chaleur et d'énergie. Il calcule la température finale lors d'un échange de chaleur entre substances, lors du chauffage ou du refroidissement d'un gaz, ou lors de processus spéciaux comme la compression adiabatique. En utilisant ce calculateur, vous économisez. fois et éviter les erreurs lors de la résolution de problèmes de thermodynamique. Cet outil appartient à Calculateurs de thermodynamique et de transfert de chaleur catégorie.
Formule du calculateur de température finale
1. Échange de chaleur entre deux substances (aucune perte de chaleur)
Formule:
Température finale (Tf) = (m₁ × c₁ × T₁ + m₂ × c₂ × T₂) / (m₁ × c₁ + m₂ × c₂)
Où? :
- Tf = final température d'équilibre (°C ou K)
- m₁, m₂ = masses des deux substances (kg)
- c₁, c₂ = capacités thermiques massiques (J/kg·K)
- T₁, T₂ = températures initiales (°C ou K)
2. Chauffage ou refroidissement par gaz idéal (pression constante)
Formule:
Q = m × c_p × (Tf − Ti)
Alors,
Tf = Ti + (Q / (m × c_p))
Où? :
- Q = chaleur ajoutée ou retirée (J)
- m = masse (kg)
- c_p = chaleur spécifique à pression constante (J/kg·K)
- Ti = température initiale (°C ou K)
3. Processus adiabatique (pas d'échange de chaleur, gaz idéal)
Formule:
Tf = Ti × (V₁/V₂)^(γ − 1)
or
Tf = Ti × (P₂/P₁)^((γ − 1)/γ)
Où? :
- Ti = température initiale (K)
- V₁, V₂ = volumes initial et final
- P₁, P₂ = pressions initiale et finale
- γ = rapport de capacité thermique (c_p / c_v)
Tableau de référence rapide
| Scénario | Exemples d'entrées | Température finale approximative |
|---|---|---|
| Échange de chaleur | 2 kg d'eau à 80°C + 1 kg d'eau à 20°C | ~ 60 ° C |
| Chauffage au gaz | Ajouter 5,000 1 J à 25 kg d'air à 1005 °C (c_p = XNUMX J/kg·K) | ~ 30 ° C |
| Compression adiabatique | Air à 300 K, comprimé de 2 m³ à 1 m³ (γ = 1.4) | ~379K |
Exemple de calculateur de température finale
Problème:
Trouvez la température finale lorsque 1 kg d'eau chaude à 90°C est mélangé à 2 kg d'eau froide à 30°C.
Solution:
Tf = (1 × 4184 × 90 + 2 × 4184 × 30) / (1 × 4184 + 2 × 4184)
= (376,560 250,080 + 12,552 XNUMX) / (XNUMX XNUMX)
= 626,640 / 12,552
≈ 49.9 °C
La température finale sera d'environ 49.9 ° C.
FAQ les plus courantes
La plupart des calculatrices de base gèrent deux substances. Pour plusieurs substances, répétez le processus étape par étape, en combinant deux substances à la fois.
Cela fonctionne avec les deux, mais vous devez utiliser la même unité pour toutes les entrées. Pour les formules adiabatiques ou de gaz parfait, le Kelvin est le plus sûr.
Non. Ce calculateur suppose un système parfaitement isolé, sans perte de chaleur. En situation réelle, les faibles pertes de chaleur doivent être prises en compte séparément.