Jak obliczyć temperaturę po zmieszaniu wody?
Jeżeli mieszamy tę samą substancję bez przemian fazowych, energia oddana przez cieplejszą porcję jest równa energii przyjętej przez chłodniejszą. Przyjmując podobną gęstość i ciepło właściwe obu porcji, temperatura końcowa jest średnią ważoną ich objętościami.
Przykład obliczenia
Dla 10 litrów wody o temperaturze 20°C oraz 5 litrów o temperaturze 80°C: (10 × 20 + 5 × 80) ÷ 15 = 40°C. Większa porcja chłodnej wody silniej przesuwa wynik w swoją stronę.
Kiedy wynik rzeczywisty będzie inny?
Naczynie pochłania część energii, a otoczenie może chłodzić mieszaninę. Znaczenie rośnie przy małych ilościach, dużej różnicy temperatur i długim czasie mieszania. Dla cieczy innych niż woda trzeba uwzględnić masę oraz ciepło właściwe każdej substancji.
Ile zimnej wody dolać do gorącej?
Do 10 l wody o temperaturze 60°C trzeba dolać około 6,67 l wody o temperaturze 10°C, aby uzyskać 40°C. Wzór na dolewaną ilość: Vzimnej = Vciepłej × (Tciepłej − Tdocelowa) / (Tdocelowa − Tzimnej).
Ile wody 40°C uzyskam z bojlera 80 l?
Przy 80 l wody o temperaturze 60°C i wodzie zimnej o temperaturze 10°C model daje około 133,33 l wody 40°C. Potrzeba około 53,33 l zimnej wody. To wynik idealnego mieszania, a nie gwarantowana wydajność rzeczywistego bojlera.
Sprawdź przykład: bojler 80 l, 60°C → woda 40°C. Koszt podgrzania zbiornika obliczysz w kalkulatorze kosztu podgrzewania wody.
Proporcje i wydajność po zmieszaniu
Dla zadanej ilości mieszaniny: Vciepłej = Vrazem × (Tdocelowa − Tzimnej) / (Tciepłej − Tzimnej), a Vzimnej = Vrazem − Vciepłej. Dla znanej ilości gorącej wody: Vrazem = Vciepłej × (Tciepłej − Tzimnej) / (Tdocelowa − Tzimnej). Bez dodatkowego ogrzewania lub chłodzenia nie osiągniemy temperatury poza zakresem obu porcji. Przy dolewaniu zimnej wody do cieplejszej porcji osiągnięcie dokładnie temperatury zimnej wody wymagałoby nieograniczonej ilości dolewanej wody.
