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Calculadora de temperatura de equilibrio al mezclar dos sustancias

Calcula la temperatura final de equilibrio al mezclar dos sustancias a distinta temperatura a partir de sus masas, sus calores específicos y sus temperaturas iniciales.

Masa 1

Calor específico 1

Temperatura 1

Masa 2

Calor específico 2

Temperatura 2

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Cómo funciona

T_f = ( m₁·c₁·T₁ + m₂·c₂·T₂ ) / ( m₁·c₁ + m₂·c₂ )

Cuando mezclas dos sustancias a distinta temperatura en un recipiente aislado, el calor pasa de la más caliente a la más fría hasta que las dos quedan a la misma temperatura. Por conservación de la energía, el calor que pierde una es el que gana la otra; al resolver ese balance, la temperatura final resulta un promedio de las temperaturas iniciales ponderado por la capacidad calorífica (masa × calor específico). La sustancia con mayor m·c jala el resultado hacia su propia temperatura.

Ejemplo resuelto

Sofía mezcla 200 g de agua a 80 °C con 100 g de agua a 20 °C (c = 4.184 J/g·°C para ambas). La temperatura final es T_f = (200 × 80 + 100 × 20) ÷ (200 + 100) = 60 °C, más cerca de 80 °C porque hay el doble de agua caliente. El agua caliente cede 200 × 4.184 × 20 = 16,736 J, justo lo que gana la fría.

Fuentes: Calorimetry — Wikipedia

Preguntas frecuentes

¿Por qué la temperatura final no siempre es el punto medio?

Porque es un promedio ponderado por la capacidad calorífica (masa × calor específico). Si una sustancia tiene más masa o mayor calor específico, cambia menos de temperatura y el equilibrio queda más cerca de su temperatura inicial.

¿Se supone que no hay pérdidas de calor?

Sí. Se asume un sistema ideal, perfectamente aislado, donde todo el calor se intercambia entre las dos sustancias. En un calorímetro real algo de calor se escapa y los valores medidos difieren un poco.

¿Pueden ser dos materiales distintos?

Sí. Escribe la masa y el calor específico de cada uno, por ejemplo un trozo de metal caliente que metes en agua, y la fórmula toma en cuenta la diferencia.

¿Qué temperatura queda al meter un trozo de hierro caliente en agua?

Con 100 g de hierro (c = 0.449 J/g·°C) a 200 °C en 250 g de agua a 20 °C, la mezcla llega a unos 27.41 °C: el agua, con mucha más capacidad calorífica, casi no se calienta.

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