Bu Hesaplayıcı Ne İşe Yarar?
Bu araç, yalıtılmış bir kapta iki sıvı karıştırıldığında ulaşılacak son denge sıcaklığını tahmin eder. Hesaplama, enerjinin korunumu ilkesine dayanır: sıcak sıvının kaybettiği ısı, soğuk sıvının kazandığı ısıya eşittir; bu denge her iki sıvı da ortak bir sıcaklığa ulaşana kadar sürer. Su, yağlar ve sıvı olarak ele alınan metaller dahil olmak üzere her türlü madde ve birbiriyle tutarlı her birim için kullanılabilir.
Nasıl Kullanılır?
Her sıvının kütlesini, özgül ısı kapasitesini (J/kg·°C cinsinden veya birbiriyle tutarlı herhangi bir enerji/sıcaklık biriminde) ve başlangıç sıcaklığını °C olarak girin. Su için özgül ısı yaklaşık 4186 J/kg·°C'dir. Hesapla düğmesine tıklayarak karışımın tahmini sıcaklığını öğrenin. Her iki özgül ısı aynı birimi kullandığı sürece kütleleri kilogram, gram ya da pound cinsinden girebilirsiniz.
Formülün Açıklaması
Karışım sıcaklığı, iki başlangıç sıcaklığının her sıvının ısı kapasitesine (kütle × özgül ısı) göre ağırlıklandırılmış ortalamasıdır:
$$T_f = \frac{m_1 c_1 T_1 + m_2 c_2 T_2}{m_1 c_1 + m_2 c_2}$$\(m \cdot c\) çarpımı, bir sıvının toplam ısı kapasitesidir; yani sıcaklığını değiştirmek için ne kadar enerji gerektiğini gösterir. Isı kapasitesi daha büyük olan sıvı, son sıcaklığı kendi başlangıç değerine doğru çeker.
Çözümlü Örnek
80 °C'deki 1 kg suyu, 20 °C'deki 1 kg suyla karıştıralım (her ikisi için c = 4186). Sonuç: $$\frac{1 \cdot 4186 \cdot 80 + 1 \cdot 4186 \cdot 20}{4186 + 4186} = \frac{418600}{8372} = 50\ \text{°C}$$ — tam ortada, çünkü her iki sıvının ısı kapasitesi eşittir.
Sıkça Sorulan Sorular
Kaba veya havaya kaybedilen ısıyı hesaba katıyor mu? Hayır. Faz değişimi ve kimyasal tepkimenin olmadığı, mükemmel yalıtılmış bir sistem varsayılır.
Fahrenheit kullanabilir miyim? Evet, her iki sıcaklık aynı ölçeği kullanıyorsa kullanabilirsiniz; ancak özgül ısı değerinin de buna uygun olması gerekir. En doğru sonuçlar için SI birimindeki özgül ısılarla birlikte °C kullanın.
Sıvılar aynı maddeyse ne olur? Bu durumda \(c_1 = c_2\) sadeleşir ve sonuç, iki sıcaklığın kütleyle ağırlıklandırılmış ortalamasına eşit olur.
