Karışım Denge Sıcaklığı Hesaplama Aracı

Hesaplamaya Girin

1. maddenin kütlesi (g)

1. maddenin öz ısısı (J/g·°C)

1. maddenin başlangıç sıcaklığı (°C)

2. maddenin kütlesi (g)

2. maddenin öz ısısı (J/g·°C)

2. maddenin başlangıç sıcaklığı (°C)

Formül

Show calculation steps (1)

1. Heat Transferred (each substance)

   

   Q for each substance using its mass, specific heat, and the change from its initial temp to the final temp T_f.

Sonuç

Son Denge Sıcaklığı

50

°C

1. maddenin kazandığı/kaybettiği ısı	12.540 J
2. maddenin kazandığı/kaybettiği ısı	-12.540 J

Bu Araç Ne İşe Yarar?

Karışım Denge Sıcaklığı Hesaplama Aracı, farklı sıcaklıklardaki iki maddenin ısı temasına geçtiğinde ulaştıkları denge sıcaklığını bulur; örneğin yalıtımlı bir kapta karıştırılan sıcak ve soğuk su gibi. Araç, kalorimetri ilkesine dayanır: yalıtılmış bir sistemde sıcak maddenin kaybettiği ısı, soğuk maddenin kazandığı ısıya eşittir; böylece sistem tek bir ortak sıcaklıkta dengeye gelir.

Formülün Açıklaması

Her madde, kütlesi (\(m\)), öz ısı kapasitesi (\(c\)) ve sıcaklığı (\(T\)) ile orantılı bir ısıl enerji depolar. Kazanılan toplam ısıyı, kaybedilen toplam ısıya eşitleyip son sıcaklığı çözdüğümüzde şu sonuç elde edilir:

$$T_f = \frac{m_1 c_1 T_1 + m_2 c_2 T_2}{m_1 c_1 + m_2 c_2}$$

\(m \cdot c\) çarpımı, her maddenin ısı kapasitesini verir. Son sıcaklık, iki başlangıç sıcaklığının ısı kapasitesine göre ağırlıklı ortalamasından başka bir şey değildir. Her maddenin aktardığı ısı ise \(Q = mc(T_f - T_i)\) ile bulunur; negatif bir \(Q\), o maddenin ısı verdiği anlamına gelir.

Her iki maddenin sıcaklığı zamanla değişir ve denge sıcaklığı \(T_f\)'de buluşur.

Isı, her ikisi de aynı son sıcaklığa \(T_f\) ulaşana kadar daha sıcak maddeden daha soğuk olana akar.

Nasıl Kullanılır?

Her madde için kütleyi (gram cinsinden), öz ısıyı (J/g·°C cinsinden) ve başlangıç sıcaklığını (°C cinsinden) girin, ardından denge sıcaklığını okuyun. Suyun öz ısısı yaklaşık 4,18 J/g·°C'dir. Her iki madde için de birimleri tutarlı kullanmaya özen gösterin.

Çözümlü Örnek

20 °C'deki 100 g su ile 80 °C'deki 100 g suyu karıştıralım (her ikisi için de \(c = 4{,}18\)). $$T_f = \frac{100 \cdot 4{,}18 \cdot 20 + 100 \cdot 4{,}18 \cdot 80}{100 \cdot 4{,}18 + 100 \cdot 4{,}18} = \frac{8360 + 33440}{836} = 50 \text{ °C}$$ Beklendiği gibi, aynı sıvının eşit iki kütlesi başlangıç sıcaklıklarının tam ortasında dengeye gelir.

Sıkça Sorulan Sorular

Bu hesaplama, çevreye kaybolan ısıyı hesaba katıyor mu? Hayır. Tamamen yalıtılmış (izole) bir sistem varsayar; bu, ideal kalorimetri durumudur.

Gram yerine kilogram kullanabilir miyim? Evet; her iki kütle de aynı birimi kullandığı ve öz ısı da uyumlu birimlerde olduğu sürece sorun yok. Kütle birimleri zaten birbirini sadeleştirir.

Neden bir madde için Q negatif çıkıyor? Negatif bir \(Q\), o maddenin ısı kaybettiği (soğuduğu) anlamına gelir; diğer madde ise aynı miktarda ısıyı kazanmıştır.