Смешивание жидкостей разной температуры

Данная программа подходит для расчёта температуры воды полученной в результате смешения нескольких потоков или объёмов воды, температура которых больше 0 и меньше 150 °C.

Формула для расчёта температуры смеси нескольких потоков воды

Задачу дала учительница.

Помогите, пожалуйста. Я дошел лишь до того, что Q₁ = Q₂ + Q₃.

• версия для печати
• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Комментарии

II вариант
После смешивания горячая охладится до температуры Т_конеч, а холодная нагреется до Т_конеч.
При этом горячая отдаст тепла Q_г = m_гC(T_г − Т_конеч),
а холодная получит тепла от горячей Q_х = m_хC(Т_конеч − T_х).
Так как тепло никуда не исчезает, а переходит от одного тела к другому, то Q_г = Q_х.
Получаем уравнение m_хC(Т_конеч − T_х) = m_хC(Т_конеч − T_х).
Из него находим Т_конеч = (m_гT_г + m_хT_х)/(m_г + m_х) = (4,5 * 60 + 1,5 * 0)/(4,5 + 1,5) = 45° C.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Q₁ = C_вМ_в(Т₂ − Т_кон) — кол-во теплоты, потребовавшееся на охлаждения воды.

Q₂ = λM_л — кол-во теплоты, необходимое для растаяния льда.

Q₃ = C_вМ_л(Т_кон − Т_л) — кол-во теплоты, необходимое для нагревания растаявшей воды.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Количество теплоты имеет смысл только в связи с изменением состояния термодинамической системы.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Первый способ предложенного решения мне не столько непонятен, сколько неприемлем, по причине нарушения физических понятий.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

И еще, я так понял, Вы отделяете математику от физики, считая ряд решений "нефизичными", а просто кучей математики? Ну, например, квантмех почти весь такой.

Я просто знаю одного человека, который имеет подобное мировоззрение. Он разбирается в классической физике, а ко всему иному относится как к "псевдофизике".

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Количество теплоты у холодной воды: Q_х = m_хCT_х = 0 Дж.
Количество теплоты у смеси: Q_смеси = (m_г + m_х)CT_{конеч .}

Что Вы понимаете под количеством теплоты у горячей, холодной воды, смеси? Ее внутренняя энергия? Что конкретно?

На каком законе сохранения энергии построено это уравнение? А если бы Вы считали температуру по шкале Кельвина?

Суть вопроса как раз в том, что при смешивании жидкостей с разной температурой происходит обмен энергией, холодное тело нагревается за счет отданной теплоты горячей водой и наоборот. Cистема стремится к термодинамическому равновесию.

Где в Вашем решении отражено это явление? Как и из чего это можно понять?

И еще: то, что человек понимает, он объясняет физически, то, что не укладывается в обычную схему, пытается объяснить математически. Не факт, что математические выкрутасы ведут нас к истинному пониманию сути вещей.

Господи! "Неужели Ты так сложно устроил этот мир?", сказал Коперник и отказался от Птолемеевой теории объяснения устройства мироздания, создав гелиоцентрическую систему мира.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Это уравнение отражает закон сохранения полной энергии, при этом учитывает, что нет фазовых переходов (особенность данной задачи).

Таким образом, т.к. система теплоизолирована, то Q_смеси = Q_г + Q_х, но, с другой стороны, после приведения системы в состояние равновесия Q_смеси = (M_г + M_х)CT_конеч.. Приравниваем их — находим ответ.

Если будем использовать любую линейную шкалу (Цельсия, Кельвина, Фаренгейта, Реомюра и т.д.), то решение будет справедливо.

Теория и рецепты самогоноварения

Температура и объем смеси двух жидкостей

Предположим, что мы собрались смешать две жидкости разного объема и температуры. Какими же будут температура и объем смеси? Наш калькулятор поможет ответить на этот вопрос.

Для расчета заполняем окна ниже и нажимаем «Рассчитать». Я предлагаю вводить температуру в °С, а объем — в мл. Хотя при желании мы можем использовать и другие единицы измерений, главное — не использовать их вперемешку. Например, если ввели первый объем в литрах, то и второй вводим в литрах, и в результате тоже получаем литры.

Когда можно применять данный калькулятор

Использовать этот калькулятор мы будем только при смешивании безалкогольных жидкостей.

Температура и объем смеси из этилового спирта и воды с помощью данного калькулятора не вычисляются. Это связано с тем, что растворение этилового спирта в воде всегда происходит с выделением тепла, то есть температура смеси после соединения этилового спирта и воды будет заведомо больше расчетной.

Но это не значит, что данный калькулятор бесполезен в самогоноварении. Например, он будет нам хорошим помощником в приготовлении браги. Предположим, при подготовке браги нам нужно смешать воду комнатной температуры и сироп, нагретый для лучшего растворении сахара в воде. Мы знаем, что дрожжи нельзя вводить в смесь, температура которой превышает 30°С, иначе дрожжевые грибы могут погибнуть. Вводя в калькулятор объем и температуру смешиваемых компонентов, мы можем подобрать температуру, до которой следует нагревать сироп, чтобы температура смеси из воды и сиропа не превысила отметку в 30°С.

Так же на нашем сайте представлены другие калькуляторы:

Смешивание спиртов | Крепость и объем — сервис, позволяющий вычислить процент содержания спирта в смеси, состоящей из двух спиртов разной крепости и объема.

Разбавление спирта | Необходимый объем воды — сервис, позволяющий рассчитать, какой объем воды потребуется для разведения спирта до нужной крепости.

Спиртометр | Корректировка показаний спиртометра — сервис, позволяющий скорректировать показания спиртометра в зависимости от температуры раствора спирта.

Сколько самогона получится | Дробная перегонка спирта-сырца — сервис, позволяющий узнать, сколько самогона и сколько головных фракций получится при дробной перегонке спирта-сырца.

Объем сиропа: растворение сахара в воде — сервис для расчета объема сиропа, исходя из используемого объема воды и веса растворяемого сахара.