A Calculadora de Temperatura de Equilíbrio ajuda você a encontrar a temperatura final quando duas substâncias em temperaturas diferentes são misturadas e trocam calor. Esta ferramenta é útil em laboratórios científicos, aplicações de engenharia, culinária e situações da vida cotidiana, onde os materiais interagem termicamente sem perder calor para o ambiente.
Ele pressupõe que não há perda de calor para o ambiente e que ambas as substâncias permanecem na mesma fase (sem fusão ou ebulição).
Calculadora de Fórmula de Temperatura de Equilíbrio
Tₑ = (m₁ × c₁ × T₁ + m₂ × c₂ × T₂) / (m₁ × c₁ + m₂ × c₂)
Repartição detalhada:
- Tₑ = Temperatura de equilíbrio (em °C ou K)
- m₁, m₂ = Massa de cada substância (kg ou g)
- c₁, c₂ = Capacidades térmicas específicas (J/kg·°C ou J/g·°C)
- T₁, T₂ = Temperaturas iniciais das substâncias (°C ou K)
Suposições:
- O sistema é perfeitamente isolado (sem perda de calor)
- Não ocorrem mudanças de fase (por exemplo, de sólido para líquido)
- As unidades devem corresponder (massa e capacidade térmica)
Esta fórmula vem do princípio de conservação de energia: o calor perdido pelo objeto mais quente é igual ao calor ganho pelo objeto mais frio.
Tabela de referência comum
| Massa 1 (g) | Temperatura 1 (°C) | Massa 2 (g) | Temperatura 2 (°C) | c₁ = c₂ (J/g·°C) | Temperatura de equilíbrio (°C) |
|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 80 | 100 | 20 | 4.18 | 50 |
| 200 | 60 | 100 | 30 | 4.18 | 50 |
| 150 | 90 | 150 | 10 | 4.18 | 50 |
| 100 | 100 | 300 | 0 | 4.18 | 25 |
Esta tabela assume capacidade térmica semelhante à da água para ambas as substâncias.
Exemplo de calculadora de temperatura de equilíbrio
Suponha que você misture 100 gramas de água quente a 80 °C com 200 gramas de água fria a 30 °C. Suponha que ambas tenham o mesmo calor específico de 4.18 J/g °C.
Usando a fórmula:
Tₑ = (100 × 4.18 × 80 + 200 × 4.18 × 30) / (100 × 4.18 + 200 × 4.18)
Tₑ = (33440 + 25080) / (418 + 836)
Tₑ = 58520 / 1254 ≈ 46.66 ° C
Isso significa que ambas as amostras irão se estabilizar em cerca de 46.7°C.
Perguntas frequentes mais comuns
É a temperatura final atingida quando duas substâncias trocam calor e não ocorre mais nenhuma mudança de temperatura.
Sim, a calculadora funciona para quaisquer dois materiais, desde que suas capacidades térmicas sejam conhecidas.
Sim, sempre use unidades consistentes para massa e calor específico, como gramas e J/g·°C ou kg e J/kg·°C.