Il Calcolatore della Temperatura Finale è uno strumento affidabile per studenti, ingegneri e chiunque lavori con il trasferimento di calore ed energia. Calcola la temperatura finale quando il calore viene scambiato tra sostanze, quando un gas viene riscaldato o raffreddato, o durante processi speciali come la compressione adiabatica. Utilizzando questo calcolatore, si risparmia tempo ed si evitano errori nella risoluzione di problemi di termodinamica. Questo strumento appartiene a Calcolatori di termodinamica e trasferimento di calore categoria.
Calcolatrice della formula della temperatura finale
1. Scambio di calore tra due sostanze (nessuna perdita di calore)
Formula:
Temperatura finale (Tf) = (m₁ × c₁ × T₁ + m₂ × c₂ × T₂) / (m₁ × c₁ + m₂ × c₂)
Dove:
- Tf = temperatura di equilibrio finale (°C o K)
- m₁, m₂ = masse delle due sostanze (kg)
- c₁, c₂ = capacità termiche specifiche (J/kg·K)
- T₁, T₂ = temperature iniziali (°C o K)
2. Riscaldamento o raffreddamento a gas ideale (pressione costante)
Formula:
Q = m × c_p × (Tf − Ti)
Così,
Tf = Ti + (Q / (m × c_p))
Dove:
- Q = calore aggiunto o rimosso (J)
- m = massa (kg)
- c_p = calore specifico a pressione costante (J/kg·K)
- Ti = temperatura iniziale (°C o K)
3. Processo adiabatico (nessuno scambio di calore, gas ideale)
Formula:
Tf = Ti × (V₁/V₂)^(γ − 1)
or
Tf = Ti × (P₂/P₁)^((γ − 1)/γ)
Dove:
- Ti = temperatura iniziale (K)
- V₁, V₂ = volumi iniziale e finale
- P₁, P₂ = pressioni iniziale e finale
- γ = rapporto di capacità termica (c_p / c_v)
Tabella di riferimento rapido
| Scenario | Ingressi di esempio | Temperatura finale approssimativa |
|---|---|---|
| Scambio di calore | 2 kg di acqua a 80°C + 1 kg di acqua a 20°C | ~ 60 ° C |
| Gas per riscaldamento | Aggiungere 5,000 J a 1 kg di aria a 25°C (c_p = 1005 J/kg·K) | ~ 30 ° C |
| Compressione adiabatica | Aria a 300 K, compressa da 2 m³ a 1 m³ (γ = 1.4) | ~379K |
Esempio di calcolatore della temperatura finale
Problema:
Trova la temperatura finale quando 1 kg di acqua calda a 90 °C viene miscelato con 2 kg di acqua fredda a 30 °C.
Soluzione:
Tf = (1 × 4184 × 90 + 2 × 4184 × 30) / (1 × 4184 + 2 × 4184)
= (376,560 + 250,080) / (12,552)
= 626,640 / 12,552
≈ 49.9°C
La temperatura finale sarà di circa 49.9 ° C.
Domande frequenti più comuni
La maggior parte delle calcolatrici di base gestisce due sostanze. Per più sostanze, ripetere il processo passo dopo passo, combinandone due alla volta.
Funziona con entrambi, ma è necessario utilizzare la stessa unità di misura per tutti gli input. Per le formule dei gas adiabatici o ideali, il Kelvin è il più sicuro.
No. Questo calcolatore presuppone un sistema perfettamente isolato senza dispersioni di calore. In situazioni reali, piccole perdite di calore devono essere considerate separatamente.