Mezclar agua a diferentes temperaturas

Si tengo una taza de agua a temperatura ambiente (digamos, 25 ∘ C). ¿Cuál sería la temperatura resultante si vierto otra taza de la misma cantidad de agua en 100 ∘ C a eso? ¿Es simplemente 25 + 100 2 ?

En caso afirmativo, ¿qué pasa si vierto una taza de n veces la cantidad de agua en 100 ∘ C a eso? ¿Es simplemente la suma de todas las temperaturas (25+100) dividida por la cantidad total de agua ( norte + 1 ) es decir 25 + 100 norte norte + 1 ?

No soy un experto en física. Solo estoy pensando en una forma de obtener un vaso de agua a aproximadamente, digamos, 40 ∘ C sin usar ningún termómetro. Sé que puedo obtener agua a temperatura ambiente y 100 ∘ C fácilmente. Pero no sé cómo obtener mi temperatura objetivo mezclando agua a estas 2 temperaturas diferentes.

Respuestas (1)

El calor se transfiere del agua más caliente al agua más fría hasta que las temperaturas se igualan.

Si la masa y la temperatura del agua más caliente son metro H y T H , la masa y la temperatura del agua más fría son metro C y T C , la capacidad calorífica específica del agua es C , y la temperatura de equilibrio es T , luego el calor liberado por el agua más caliente q 1 es

q 1 = C   metro H ( T H − T )

mientras que el calor absorbido por el agua más fría q 2 es

q 2 = C   metro C ( T − T C )

Desde q 1 = q 2 puede obtener fácilmente la temperatura de equilibrio como

T = metro H T H + metro C T C metro C + metro H

Como está hablando de tazas, debería ser en términos de volumen y no de masa, ¿verdad? Entonces creo que la respuesta debería incluir el coeficiente de expansión térmica en alguna parte.
En principio tienes razón. Sin embargo, el coeficiente de expansión térmica no es independiente de la temperatura, e incluso si fuera independiente de la temperatura, terminaría con un cambio de volumen exponencial. Creo que es una idea mucho mejor usar los datos de la densidad del agua y volver a calcular los volúmenes en masas... ¿Crees que debería incluir eso en el texto?
para agua en 100 ∘ C , hay que tener en cuenta el calor latente?
@leongz Solo si usa vapor en lugar de agua líquida.
@Pygmalion: esto solo funciona debido al calor específico constante del agua, que es una aproximación razonable.
No creo que sea necesario incluir esto. Dado que lo más probable es que la c que estamos usando provenga de la capacidad calorífica derivada a volumen constante, mantenemos el volumen constante con la presión en este experimento o, más probablemente, ignoramos el cambio en la densidad.
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