最終温度計算機は、学生、エンジニア、そして熱やエネルギー伝達に関わるすべての人にとって信頼できるツールです。物質間の熱交換、気体の加熱・冷却、あるいは断熱圧縮などの特殊なプロセスにおける最終温度を計算します。この計算機を使用すると、 時間 熱力学の問題を解く際に間違いを避けるためのツールです。このツールは 熱力学と熱伝達計算機 カテゴリ。
最終温度計算式
1. XNUMXつの物質間の熱交換（熱損失なし）
式：
最終温度（Tf）=（m₁ × c₁ × T₁ + m₂ × c₂ × T₂）/（m₁ × c₁ + m₂ × c₂）
どこ：
- Tf = 最終 平衡温度 (°C または K)
- m₁、m₂ = 2つの物質の質量（kg）
- c₁、c₂ = 比熱容量（J/kg·K）
- T₁、T₂ = 初期温度（°CまたはK）
2. 理想気体の加熱または冷却（定圧）
式：
Q = m × c_p × (Tf − Ti)
そう、
Tf = Ti + (Q / (m × c_p))
どこ：
- Q = 加えられた熱または除去された熱 (J)
- m = 質量（kg）
- c_p = 定圧比熱 (J/kg·K)
- Ti = 初期温度（°CまたはK）
3. 断熱過程（熱交換なし、理想気体）
式：
Tf = Ti × (V₁/V₂)^(γ − 1)
or
Tf = Ti × (P₂/P₁)^((γ − 1)/γ)
どこ：
- Ti = 初期温度（K）
- V₁、V₂ = 初期および最終体積
- P₁、P₂ = 初期圧力と最終圧力
- γ = 熱容量比 (c_p / c_v)
クイックリファレンステーブル
| シナリオ | 入力例 | おおよその最終温度 |
|---|---|---|
| 熱交換 | 2℃の水80kg + 1℃の水20kg | ～60℃ |
| 暖房ガス | 5,000℃の空気1kgに25Jを加える（c_p = 1005 J/kg·K） | ～30℃ |
| 断熱圧縮 | 300 Kの空気、2 m³から1 m³に圧縮（γ = 1.4） | 〜379 K |
最終温度計算機の例
問題点：
1℃のお湯90kgと2℃の冷水30kgを混ぜたときの最終温度を求めます。
解決策：
Tf = (1 × 4184 × 90 + 2 × 4184 × 30) / (1 × 4184 + 2 × 4184)
= (376,560 + 250,080) / (12,552)
= 626,640/12,552
≈ 49.9°C
最終的な温度は約 49.9°C.
最も一般的な FAQ
1. この計算機は XNUMX つ以上の物質を処理できますか?
ほとんどの基本的な計算機は2つの物質を扱います。複数の物質を扱う場合は、2つずつ計算しながら、この手順を段階的に繰り返します。
2. 温度は摂氏で表記すべきでしょうか、それともケルビンで表記すべきでしょうか?
どちらでも使えますが、すべての入力に同じ単位を使用する必要があります。断熱気体または理想気体の式では、ケルビンが最も安全です。
3. 周囲への熱損失を考慮していますか?
いいえ。この計算では、熱損失のない完全に断熱されたシステムを前提としています。実際の状況では、小さな熱損失は別途考慮する必要があります。