Cómo calcular la temperatura final de una mezcla

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Medioimages/Photodisc/Valueline/Getty Images

Una de las principales leyes de la física es la conservación de la energía. Se puede ver un ejemplo de esta ley en las operaciones mediante la mezcla de dos líquidos de diferente temperatura y calculando la temperatura final. Comprueba la temperatura final lograda en la mezcla en contra de tus cálculos. La respuesta debe ser la misma si se asume que ninguna energía se pierde en el ambiente. La respuesta práctica es diferente de la que has calculado, porque algo de calor hay, de hecho, perdido en tu entorno. Mira cómo se realiza el cálculo, suponiendo que mezclas dos contenedores de agua a diferentes temperaturas juntos.

Pesa la cantidad de agua en el primer recipiente pequeño por el método de la diferencia. Pesa el primer recipiente y registra su peso. Vierte una cantidad definida de agua en el primer recipiente y vuelve a pesarlo. Registra el segundo peso. Resta los dos pesos para encontrar la cantidad de agua que tienes antes de mezclar en el recipiente 1.

Repite pesando el agua para el segundo recipiente pequeño, también por el método de la diferencia. Registra su peso.

Mide la temperatura de cada contenedor con un termómetro. Registra la temperatura por número de contenedores.

Mezcla los dos recipientes en un recipiente grande y permite que la temperatura del agua llegue a un valor constante. Registra la temperatura final usando el termómetro.

Calcula la temperatura final de la mezcla de agua usando la ecuación T (final) = (m1_T1 + m2_T2) / (m1 + m2), en donde m1 y m2 son los pesos del agua en el primer y segundo recipiente, T1 es la temperatura del agua en el primer recipiente y T2 es la temperatura del agua en el segundo recipiente. Por ejemplo, supón que mezclas 50 ml de agua a 20 grados centígrados, con 20 ml de agua a 85 grados centígrados y la densidad del agua es 1 g/ml. Encuentra los pesos de las dos muestras de agua multiplicando los dos volúmenes por la densidad del agua, volumen 1 * 1 g/ml = 50 g y el volumen 2 * 1 g/ml = 20 g. Estos valores deben coincidir con las mediciones de pesaje que ha realizado. Si son diferentes, usa las medidas de peso que has grabado. Introduce los valores que registraste anteriormente en la ecuación y encuentra la temperatura final del agua mezclada, T(final) = (50 g * 20 grados + 20 g * 85 grados) / (50 g + 20 g). Evalúa la ecuación para obtener T(final) = (1.000 + 1.700) / 70 = 2.700 / 70 = 38,57 grados.