ASM51

Pessoal, eu preciso misturar dua partes de agua limpa de volume e temperatura conhecidos, mas preciso calcular a temperatura final da mistura.

Eu não faço a menor idéia de como calcular isso, se alguém puder me dizer aonde posso pesquisar sobre isso, agradeço.

A resposta pronta também serve, hehe...

A quantidade de calor é diretamente proporcional à variação de temperatura. A constante de proporcionalidade é denominada
capacidade térmica.

Notação: "C" Capacidade térmica

Q = C dT -> (1)

C = Q / dT

A capacidade térmica mede a quantidade de calor necessária para que haja uma variação unitária de temperatura e está relacionada diretamente com a massa do corpo.

Unidade de Capacidade Térmica: U (C) = 1 cal / ºC
Unidade de Capacidade Térmica - Sistema Internacional de Unidades: U (C) = 1 J /ºC



Oque me parece que realmente lhe interessa é descobrir o "Equilíbrio Térmico".
A quantidade de energia térmica transferida da substância de maior temperatura para a de menor temperatura, é associada à quantidade de calor que a substância de menor energia irá receber. Após um certo tempo, a temperatura atinge um valor constante, ou seja, atingiram um
equilíbrio térmico, estão com a mesma energia térmica. Na situação de equilíbrio térmico, em um sistema isolado (adiabático), temos que pelo princípio da conservação da energia, a quantidade de calor perdida ou cedida por uma substância de maior energia é igual à quantidade de calor ganha pela substância de menor energia.

Qganho = Qperdido

onde a quantidade de calor é dada pela equação fundamental da calorimetria (1);

Q = m c T (2);

Pra você fazer seu experimento, se as temperatura inicial e final da sua amostra forem maiores que a do ambiente, então, determine a quantidade de calor que será perdida ao meio. Deixe sua amostra, dentro de uma vasilhame e meça qual a temperatura que ela perde por minuto. Com isso, usando (1), você determina o Q perdido ao ambiente pelas da amostras, devido a perdas para o ambiente. Caso não necessite de precisão para o experimento, ignore esse fato, ainda mais se a variação der até 5% da temperatura inicial da amostra.

Finalmente, temos o cálculo da temperatura final do sistema.

Qa = Qb (No final do experimento)
Como quer saber Tf, e no final Tf = Tfa = Tfb, temos:

Ma c (Tf - Tia) = Mb c (Tib - Tf) (Tf é invertido com Tib, pois referencialmente um irá aquecer e outro esfriar.)

Fazendo as simplificações e isolando o Tf teremos:

Tf = (Ma.Tia+Mb.Tib) / (Ma+Mb)

Sendo:
Ma = Massa A em Kg
Mb = Massa B em Kg
Tia= Temperatura inicial da Massa A
Tib= Temperatura inicial da Massa B
Tf = Temperatura Final em equilibrio

O meu problema é que quando faço chimarrão quente demais, eu preciso saber quanta água fria acrescentar para chegar na temperatura certa..

Brincadeiras à parte, num sitema de aquecimento com reservatorio de agua quente funcionando como um acumulador de calor, me parece ser mais rapido saber quanta agua misturar do que ir misturando e lendo a temperatura. Vou fazer uns testes com tua fórmula. Obrigado Gimbim.

Cara, realmenete será muito inteligente se conseguir fazer isso. Pode ter certeza que as coisas nas contas se resolvem.

Mas se ainda assim, seu chimarrão estiver desregulado, mada pra cá, que eu faço uma análise estatísticas empirica da dissipação térmica do danado.