Beschränktes Wachstum

Aufrufe: 843     Aktiv: 23.08.2020 um 11:58

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Ich bin mir etwas unsicher bei der Bearbeitung der Aufgabe:

Ein Glas Wasser mit der Temperatur 6 Grad wird in einem Zimmer mit der Raumtemparatur 26 Grad gestellt. Nach 10 Minuten ist die Wassertemperatur auf 10 Grad gestiegen. Begründe mit der Angabe auf dem Rand auf dem Rand, dass es sich bei der Zunahme der Wassertemperatur um beschränktes Wachstum handelt. Gib eine rekursive Darstellung dieses Wachstums an und bestimme die Wassertemperatur nach 30 min.

 

Also ich habe erstmal in die rekursive Beschreibung eingesetzt:

b(n+1)=(s-b(n)) *c+ b(n) 

10 Grad= (26 Grad-6 Grad)*c       /-6 Grad

4 Grad= (26 Grad-6 Grad)*c       /(26 Grad-6 Grad)

4 Grad:(26 Grad-6 Grad) =c

0,2= c

dann habe ich das in die explizite Beschreibung eingesetzt:

b(n+1) = (26 Grad- b(n) ) *0,2+ b(n)

Wie mache ich das jetzt mit den 30 Minuten? Wie setzte ich die denn ein?

Und inwiefern ist das da oben eine Begründung?

 

Ich wäre sehr dankbar, wenn man mir vielleicht weiterhhelfen könnte.

VG.

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Danke:)   ─   vb2 22.08.2020 um 18:22

du benutzt die Gleichung b(n+1) = (s-b(n))*0,2 +b(n) : für n=1 gilt b(2) = (26 - 10)*0,2 + 10 = 16/5 +10 = 13,2 = Temperatur nach 20 min.
b(3) = (26 -13,2)*0,2 + 13,2 = (12,8)/5 +13,2 = 2,56 +13,2 = 15,76 = Temperatur nach 30 min.
  ─   scotchwhisky 23.08.2020 um 08:37

Warum muss man denn die Temperatur nach 20 Minuten dafür ausrechnen?   ─   vb2 23.08.2020 um 09:11

Achso. Ich verstehe   ─   vb2 23.08.2020 um 11:24
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Meine Idee dazu ist folgende : bei normalem atmosphärischen Druck und normalen gängigen Umgebungstemperaturen wie in dieser Aufgabe sehe ich hier ein mögliches Wachstum von 6 Grad bis genau 26 Grad . Das wurde ja bereits auch von Professorrs angemerkt. 
wir haben eine Temp Zunahme von 4 Grad in 10' . Ich vermute in diesem engen Rahmen unter atmosphärischen "Normalbedingungen" einen linearen Anstieg im 10'- Intervall. Damit hätte man nach 30' eine Temp von 22 Grad und nach 40' eine Homöostase. Ich vermute also eine Gerade als Funktion . 

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Ich verstehe. Danke sehr.   ─   vb2 22.08.2020 um 19:10

Das muss nicht so sein, aber alles andere erscheint mir unter den gegebenen Bedingungen sehr unwahrscheinlich .   ─   markushasenb 22.08.2020 um 19:17

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Hier geht es beschränktes exponentielles Wachstum.
Formel: \(T(n) = T_U - (T_U - T_0) *e^{-kt} \text {  wobei T(n) die  Temperatur nach n Zeiteinheiten ist ,}  T_U \text { die Umgebungstenperatur ist ;} \)
hier gilt  \( T(n) = 26 - (26 -6)* e^{-kn}\)
zuerst k ausrechnen mit der Info "nach 10 min auf 10° gestiegen; n = 10 min ;
also \(10 = 26 -(20)e^{-k1} \Rightarrow -16 =- 20*e^{-k} \Rightarrow  {4 \over 5} = e^{-k} \Rightarrow ln(0,8) = -k  \)
 Jetzt hat man k: In die Formel eingesetzt gibt es  \(T(n) = 26 -(26-6)*(0,8)^n = 26 -20*(0,8)^n\)  und kann ausrechnen für 30 minuten also 3 Zeiteinheiten (weil 10 min = 1 ZE)  \( T(3) = 26 -20*(0,8)^3 = 15,76\)

 

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Danke, aber so tief ergehend haben wir das Thema nicht behandelt.. Deshalb kann ich mit den Variablen eher wenig anfangen   ─   vb2 23.08.2020 um 09:08

Ja selbstverständlich. Ich hoffe sie verstehen trotzdem wie ich es meine   ─   vb2 23.08.2020 um 11:25

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