Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабораторные работы для магистрантов.docx
Скачиваний:
11
Добавлен:
18.11.2018
Размер:
2.44 Mб
Скачать

Варианты заданий:

1 вариант

, , , , , .

2 вариант

, , , , , .

3 вариант

, , , , , .

4 вариант

, , , , , .

5 вариант

, , , , , .

6 вариант

, , , , , .

7 вариант

, , , , , .

8 вариант

, , , , , .

9 вариант

, , , , , .

10 вариант

, , , , , .

11 вариант

, , , , , .

12 вариант

, , , , , .

13 вариант

, , , , , .

14 вариант

, , , , , .

15 вариант

, , , , , .

Задача 2: Из некоторого химически недеятельного вещества добывают серу, растворяя ее в бензоле. Найти, сколько серы можно растворить в течение времени ч, если в данном веществе содержится г серы и если взято г бензол (масса, в которой при насыщении растворяется г серы). Известно, что коэффициент пропорциональности .

Решение: Переведем коэффициент пропорциональности в единицы измерения , т.е. .

Для примерных значений, по условию задачи дано следующее: , , . Необходимо найти .

Тогда согласно (9.1) запишем процесс растворения данного вещества:

.

. С помощью метода неопределенных коэффициентов найдем правую часть последнего равенства.

, , ,

, .

Тогда, , ,

, , .

Так как в начальный момент времени (), в данном веществе, в котором будут растворять, содержится, серы, т.е. , то подставляя в последнее равенство , .

Следовательно, .

Так как по условию задачи, время, в течение которого будет растворяться сера, было равно , то .

Найдем : , , , , , .

То есть из 6 г серы, содержащихся в бензоле, в течение 6 часов (для данных значений) растворится только 5.9962 г серы.

Теперь найдем, сколько серы останется по истечении 6 часов взаимодействия со 100 г бензола: т.е. .

Варианты заданий:

1 вариант

, , .

2 вариант

, , .

3 вариант

, , .

4 вариант

, , .

5 вариант

, , .

6 вариант

, , .

7 вариант

, , .

8 вариант

, , .

9 вариант

, , .

10 вариант

, , .

11 вариант

, , .

12 вариант

, , .

13 вариант

, , .

14 вариант

, , .

15 вариант

, , .

Задача 3: В резервуаре вместимостью м3 находится рассол, содержащий кг растворенной соли. В резервуар вливается вода со скоростью м3/мин, а из него вытекает с такой же скоростью смесь, причем концентрация поддерживается однородной (например, посредством перемешивания). Сколько соли содержится в резервуаре по истечении времени .

Решение: Для примерных расчетных данных, , , , , определим, сколько литров воды вытечет за время (для нынешних данных): .

Используя равенство (7.4), получаем систему:

. (*)

Работаем с первым уравнением данной системы. Приведем к общему знаменателю, разделим переменные и преобразуем: .

Используя метод неопределенных коэффициентов. Определим составляющие элементы в правой части последнего равенства:

, ,

, ,

, , .

Подставляя в первое равенство перед разложением, и интегрируя, получаем следующее: ,

, , ,

, ,

.

Поскольку масса соли в начальный момент времени , равнялась , т.е. , то подставляя это начальное условие в последнее равенство, определим величину , для первого уравнения системы (*):

, , .

Аналогично, решая второе дифференциальное уравнение системы (8), получим значение величины , для второго уравнения системы (*), а также начальное условие :

, , , .

Следовательно, зная концентрацию раствора, содержащего соль, можно определить постоянные величины , и, как следствие, начальную массу соли, содержащуюся в исходном объеме, если бы она была неизвестна. Тогда зависимость изменения массы вещества в растворе можно представить в следующем виде:

, (9.2)

где величина - среднее количество вещества в растворе.

Разделяя переменные и интегрируя, получаем следующее:

, , , .

Используя начальное условие , находим : , . Следовательно, получаем зависимость изменения количества соли с учетом скорости, объема и времени взаимодействия (для данного случая): .

Поскольку необходимо было вычислить количество соли, оставшейся в резервуаре по истечении одного часа (), с учетом, что скорость втекания и вытекания воды одинакова и равна , при объеме резервуара , то .