Matematik

kaffe differentialligning (svær)

18. januar 2014 af cecilied34 (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej SP

Kaffen er 90 grader når den bliver serveret. Efter 1 time er den faldet til 27. Omgivelsernes temperatur var 20 kostant. Jeg skal opstille en differentialligning for kaffens temperatur.

Jeg ved at jeg skal bruge Newtons afkølingslov, så jeg tænker at jeg skal opstille

T' = a(90 - 20) og så er a konstanten, der sørger for, at de er proportionale. Er det her rigtigt stillet op? Fordi så er T' jo propertional med temp.forskellen, ikke?


Brugbart svar (0)

Svar #1
18. januar 2014 af peter lind

Du skal erstatte de 90 med T. Hvis du vil have at a skal være positiv skal du også skifte fortegn. Ellers er det rigtigt. Ligningen kan løses ved separation af variable


Svar #2
18. januar 2014 af cecilied34 (Slettet)

Hej Peter, så det skal altså hedde T' = p(T - 20) i stedet for? hvor p er proportionalitetsfaktoren

Og kan man ikke bruge løsningsformlen T = (a / b) + c · e-kx ?


Svar #3
18. januar 2014 af cecilied34 (Slettet)

Men hvorrfor skal man ikke angive T = 90, når man nu kender den?


Brugbart svar (0)

Svar #4
18. januar 2014 af peter lind

Det er fordi højre side er en funktion af T. Afkølingshastigheden er jo proportionalt med temperaturforskellen Hvis du indsætter T = 90 får du afkølingshastigheden ved start af afkølingen. Hvis du har en færdig løsningsformel kan du godt bruge den


Brugbart svar (0)

Svar #5
18. januar 2014 af GalVidenskabsmand (Slettet)

Når du bruger den løsningsformel, så får du

T(t) = 20 + c*ep*t

Du mangler så at bestemme c og p. Dette gør du ved at benytte, at

t=0: T(0) = 90

og at

t=1: T(1) = 27


Svar #6
18. januar 2014 af cecilied34 (Slettet)

#4, Det kan jeg godt se, tak :)

Kan I forklare mig, hvordan det kommer ind i løsningsformlen. Jeg kan ikke gennemskue det ):

T = (a / b) + c · e-kx


Svar #7
18. januar 2014 af cecilied34 (Slettet)

Altså, hvordan kommer du frem til: T(t) = 20 + c*ep*t Hvordan har du sat det ind i formlen i #6


Brugbart svar (0)

Svar #8
18. januar 2014 af GalVidenskabsmand (Slettet)

Jeg kendte ikke den løsningsformel, men jeg fandt så denne side:

http://ga.randers-hf-vuc.dk/matlex/difflign.html

Her står der, at en differentialligning af formen y ' = b - ay har løsningen:

y = b/a + c*e-ax

(Det ligner den formel du har)

Nu skal man så bare identificere, hvad der er a og b.

Vores differentialligning lyder

T '(t) = p(T-20)

Dette omskriver jeg så til

T '(t) = -20p + pT

Vi ser nu at b = -20p og a = -p

Dette indsætter jeg så i løsningsformlen.


Brugbart svar (0)

Svar #9
18. januar 2014 af peter lind

#6 Den kan vises ved brug af separation af variable eller man kan sætte den påståede løsning ind i differentialligningen og se at det passer altså med andre ord gøre prøve


Skriv et svar til: kaffe differentialligning (svær)

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.