物体的冷却速度正比于它与环境的温度差,室温20度时,一个物体从100度冷却到60度需要20分钟,那

物体的冷却速度正比于它与环境的温度差,室温20度时,一个物体从100度冷却到60度需要20分钟,那么它继续冷却到30度需要多长时间

需要知道外界温度,否则无解。
举个例子,比如外界温度是0度,那么从100度开始大约经过47分钟会冷却到30度,但如果外界温度是50度,那无论过多久都冷却不到30度追问

室温20度 说过了

题目还是严谨的

追答

太失态了,没看下面那段补充的材料……有室温就没问题了,提供两个方法
方法一,涉及微分方程,是高等数学,过程更加严谨,如下
设物体温度在t时刻的温度为函数T(t),由于降温过程正比于温度差,可以得到关系
dT/dt = a(T-20),式子中,dT/dt表示T随时间的变化,亦即T的导数,a为正比关系的比例系数
解微分方程可以得T(t) = A exp(-at) + B,式中,a就是正比系数,A和B是两个常数,稍后解出,exp表示e指数函数,exp(-at)= e的(-at)次方
有两个已知条件,或者说边界条件,即T(t=0) = 100, T(t→∞)=20,可以解出,A=80,B=20
所以T(t) = 80*exp(-at) + 20
继续做题之前,稍微看一下这个关系,函数中的20实际就是最终的室温,80是下降到室温过程中需要降低的温度,a是正比关系系数稍后可以解出,而且我们可以看出来,数学上a越大,exp(-at)下降的越快,跟实际情况(降温速读正比温差,但是是1倍的正比还是10倍的正比速读肯定不同)是一致的。
下一步,带入T(t=20) = 60可以解出a=0.0347
由此,T(t)已经完全解出,得T(t)=80*exp(-0.0347t)+20,其中t是以分钟作单位的时间
令T = 30可以得出t=60分钟,即100度到30度需要60分钟,相应的,从60度到30度需要40分钟,解答完毕
不过从各方面来看,我觉得这可能是一道初等数学题,比如小学奥数思考题之类的?如果这样,这里再提供一个比较简单的“思路”和算法。
首先明确,我们要关注的只是温度差,就是那个80度。
20分钟后内温度差是40度,小了一半。
然后,最关键的一点,因为温度变化和温度差成正比,因而每20分钟温度差变小一半!这是这道题最关键的一个点,能绕过这个弯这道题马上解决,如果想不明白欢迎追问。
所以,再过20分钟,温度差为20度,相应的物体温度为20+20=40度
然后再过20分钟,温度差变成10度,物体温度为30度,刚好为提问的温度,所以时间是20+20=40分钟
其实每20分钟温度差变小一半那块,就是e指数函数的性质用比较初等的语言总结概括一下,所以两者的内在思维其实是一致的。

追问

果然是大神 这是微分方程题目答案四十 后一方法思维很巧妙

不好意思时间太久不能追加悬赏了

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第1个回答  2020-04-23
设T(t)为物体温度关于时间的变化规律,C为环境温度,于是
T'=k(T-C)
其通解为T(t)=C+Aexp(kt)
依题
C=20;T(0)=100;T(20)=60.解此方程组即得
满足题意得特解为T(t)=20+80exp(-tln(2)/20),这里t的单位为min
那么物体从100度冷却到30度的时间,即方程20+80exp(-tln(2)/20)=30 的解
易得此时t=60,从而还要继续冷却(60-20)min=40min时间
第2个回答  2015-12-03
继续冷却到30度需20多分钟
第3个回答  2015-12-02
这个过程不是线性的,貌似不能用简单的方法计算!追问

微分方程可以解

物体的冷却速度正比于物体温度与环境温度之差
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