Kemi

Differentialligninger

08. december 2014 af Thinkpositive (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej.

Jeg vil gerne spørge om nogle kunne vise mig, hvordan man ved bruge af panserformlen kan nå frem til [B] i den vedhæftede fil? 

Det er koblede differentialligninger. Jeg har fundet ud af hvordan man får løsningen til [A].

Vedhæftet fil: kemi.docx

Brugbart svar (1)

Svar #1
08. december 2014 af mathon

                        -\frac{\mathrm{d} \left [ A \right ]}{\mathrm{d} t}=k_1\cdot \left [ A \right ]

                         \frac{1}{\left [ A \right ]}=-k_1\: dt

                         \int \frac{1}{\left [ A \right ]}=\int -k_1\: dt

                          \ln\left ( \left [ A \right ] \right )=-k_1t+\ln(\left [ A \right ]_o)

                          \left [ A \right ]=\left [ A \right ]_0\cdot e^{-k_1t}


Brugbart svar (1)

Svar #2
08. december 2014 af Andersen11 (Slettet)

Differentialligningen for [A] er

        [A]' = -k1·[A]

der let integreres til

        [A](t) = a·e-k1t .

Differentialligningen for [B] er

        [B]' + k2·[B] = k1·[A] = -[A]' = a·k1·e-k1t .

Så er

        [B](t) = e-k2t · (∫ ek2t · a·k1·e-k1t dt + b)

                 = e-k2t · ( (a·k1/(k2-k1))·e(k2-k1)t + b)

                 = (a·k1/(k2-k1))·e-k1t + b·e-k2t .

Udtrykket i det vedlagte er forkert.


Svar #3
08. december 2014 af Thinkpositive (Slettet)

Tusinde tak for jeres svar! (#1 og #2)

#2: Jeg har nogle spørgsmål til dit svar :)

 [B]' + k2·[B] = k1·[A] = -[A]' = a·k1·e-k1t .     --> Her rykker du -k2[B] på den anden side, og så siger sætter du løsningen for [A] (a·k1·e-k1t) ind på [A]'s plads? 

Hvordan når du frem til?:     [B](t) = e-k2t · (∫ ek2t · a·k1·e-k1t dt + b)   

                 = e-k2t · ( (a·k1/(k2-k1))·e(k2-k1)t + b)

Hvordan når du frem til?   = (a·k1/(k2-k1))·e-k1t + b·e-k2t .


Brugbart svar (1)

Svar #4
08. december 2014 af Andersen11 (Slettet)

#3

Man indsætter i panserformlen, løsningsformlen for den lineære differentialligning af 1. orden.

Ligningen    

        y'(t) + p(t)·y(t) = q(t)

har den fuldstændige løsning

        y(t) = e-P(t) · (∫ eP(t) · q(t) dt + c) ,

hvor     P(t) = ∫ p(t) dt .

Man skal jo så bestemme integralet

         ∫ ek2t · a·k1·e-k1t dt = a·k1 · ∫ e(k2-k1)t dt = (a·k1/(k2-k1)) · e(k2-k1)t


Svar #5
08. december 2014 af Thinkpositive (Slettet)

Det er jeg med på, men hvordan når du fra:

e-k2t · ( (a·k1/(k2-k1))·e(k2-k1)t + b)       til   (a·k1/(k2-k1))·e-k1t + b·e-k2t   ??


Brugbart svar (1)

Svar #6
08. december 2014 af Andersen11 (Slettet)

#5

Ved at gange ind i parentesen med faktoren e-k2t


Svar #7
08. december 2014 af Thinkpositive (Slettet)

hihi nårrh jaa :P 

Lige et sidste spørgsmål, jeg sætter resultatet for [B] ind i: 

d[C]/dt = k2*[B]   <=> d[C]/dt = k2*(a·k1/(k2-k1)) · e(k2-k1)t 

Hvordan regner man så den sidste løsning? :-)


Brugbart svar (1)

Svar #8
08. december 2014 af Andersen11 (Slettet)

#7

Så er [C] jo en stamfunktion til k2·[B](t), dvs

        [C](t) = -(a·k2/(k2-k1))·e-k1t - b·e-k2t  + c


Svar #9
08. december 2014 af Thinkpositive (Slettet)

Det forstår jeg ikke helt, hvordan du gør.. og man får jo ikke det samme resultat som i den vedhæftede fil..   


Brugbart svar (1)

Svar #10
08. december 2014 af Andersen11 (Slettet)

#9

Der er tale om at benytte kendte stamfunktioner for e-k1t og e-k2t  . Som nævnt er der fejl i det vedlagte udtryk for [B], og det vedlagte opererer kun med én integrationskonstant for et system med 3 differentialligninger. Hvis man i #8 sætter b = -a·k1/(k2-k1) og c = a , fremkommer det vedlagte udtryk for [C] .


Svar #11
08. december 2014 af Thinkpositive (Slettet)

Vil du ikke være sød at vise det? for jeg ikke sikker på at jeg helt med.. 


Brugbart svar (1)

Svar #12
08. december 2014 af Andersen11 (Slettet)

#11

Hvad er det, du ikke forstår? Jeg har vist ovenfor, hvordan ligningssystemet integreres. Man finder

        [C] = k2 · ∫ ((a·k1/(k2-k1))·e-k1t + b·e-k2t ) dt + c

              = a·k1·k2/(k2-k1) · ∫ e-k1t dt + b·k2 · ∫ e-k2t dt + c

              = -(a·k2/(k2-k1))·e-k1t - b·e-k2 + c


Svar #13
08. december 2014 af Thinkpositive (Slettet)

Nu er jeg med, tusinde tak for hjælpen! :-) 


Skriv et svar til: Differentialligninger

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.