Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
MYeT_ONDzaoch.doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
06.12.2018
Размер:
1.85 Mб
Скачать

Вказівки до рішення.

За наведеним диференційним рівнянням швидкість розчинення є пропорційною кількості нерозчиненої речовини і з часом процес розчинення згасає. В цьому можна переконатися з його рішення:

; ln m = - k+ С1; m = е-К·+С1 = С2 ·е- К·τ

Сталу інтегрування С2 знаходимо з початкових умов: при τ=0 початкова кількість нерозчиненої речовини m=m0. Тоді маємо:

m0=C2 = m0

і кінцево отримуємо:

m = m0e-К·.

Значення часу для досягнення деякої заданої величини m отримують шляхом логарифмування цього рівняння. Для побудови графіку m = f(τ) можна використати початкову точку (τ = 0; m = m0), дві вже визначені (τ = τ1; m = m1 та τ = τ2; m = m2) та ще дві – три точки, наприклад, при = ; = ; = .

Задача 3

Знайти температуру t тіла, що змінюється за рівнянням , через час τ = τ1, хвилин, якщо при τ = 0 t = t0, 0С. Теплоємність тіла С, Дж/(кг·К); його густина ρ, кг/м3; об/єм V, м3; площа поверхні F, м2; густина теплового потока q = α(tср-t), Вт/м2; коефіцієнт тепловіддачи α, Вт/(м2·К); температура середовища tср, 0С. За який час температура досягне t = t2,0С? Побудуйте графік зміни температури тіла у часі.

Таблиця 3 Вихідні дані до задачі 3.

№ варіанта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

С, Дж/(кг·К)

400

425

450

475

500

525

550

575

600

625

ρ, кг/м3

7700

7720

7740

7760

7780

7800

7820

7840

7860

7880

V, м3

0,08

0,09

0,1

0,11

0,12

0,08

0,09

0,1

0,11

0,12

F, м2

1,6

1,7

1,8

1,9

2

2,1

2,2

2,3

2,4

2,5

α, Вт/(м2·К)

100

90

80

75

70

65

60

55

50

45

tср,0С

0

0

0

0

0

400

450

500

550

600

τ1, хвилин

15

20

25

30

35

30

25

20

15

10

t0, 0С

400

450

500

550

20

20

20

20

20

20

t2,0С

200

150

200

150

200

150

200

150

200

150

Вказівки до рішення.

Наведене диференційне рівняння першого порядку можна записати наступним чином:

; .

Зважаючи на те, що tср = соnst, перетворимо отримане рівняння, проінтегруємо його та виконаємо потенціюнування отриманого рішення:

; ;

.

Визначимо з початкових умов сталу інтегрування С2:

  • при τ = 0; .

Таким чином, маємо:

або .

З передостаннього виразу можна визначити температуру тіла t1 у будь-який момент часу τ1, а шляхом логарифмування останнього виразу можна знайти час τ2 досягнення заданої температури тіла t2. Для побудови графіку t = f(τ) можна використати початкову точку (τ = 0; t = t0), дві вже визначені (τ = τ1; t = t1 та τ = τ2; t = t2) та ще дві – три точки, наприклад, при = ; =; = або інші.

Всі розрахунки слід виконувати у системі СІ.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]