Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

équation différentielle ( loi de refroidissement de newton )

Posté par
yeah95200
02-12-10 à 16:20

On a pu établir que la vitesse de refroidissement d'un corps est proportionnelle à la différence de corps et la température ambiante . Le coefficient de proportionnalité k dépend de la nature de ce corps.
Un solide dont la température à l'instant t=0 est de 25°C est placé à l'extérieur , où la température est de 8°C . On désigne par O(t) (théta) la température de ce corps à l'instant t , exprimé en secondes

1) Justifier que la fonction O vérifie une équation différentielle de la forme y' = ay+b dont on précisera les coefficients a et b en fonction de k
2) En déduire que pour tout réel strictement positif , O(t) = 8 + 17e^kt
3) On observe , qu'au bout de deux minutes , la température du solide est de 20°C.
a)déterminer la valeur du réel k
Au bout de combien de temps , la température du solide sera- t-elle de 15 ° C ?

Voila , je suis en terminale S et j'ai un DM super important et c'est le seul exercice que je n'arrive pas mais alors pas du tout à faire , alors j'aimerai si quelqu'un veut bien s'y interessé de m'aider . Merci d'avance

Posté par
yeah95200
Equation différentielle 02-12-10 à 17:20

On a pu établir que la vitesse de refroidissement d'un corps est proportionnelle à la différence de corps et la température ambiante . Le coefficient de proportionnalité k dépend de la nature de ce corps.
Un solide dont la température à l'instant t=0 est de 25°C est placé à l'extérieur , où la température est de 8°C . On désigne par O(t) (théta) la température de ce corps à l'instant t , exprimé en secondes

1) Justifier que la fonction O vérifie une équation différentielle de la forme y' = ay+b dont on précisera les coefficients a et b en fonction de k
2) En déduire que pour tout réel strictement positif , O(t) = 8 + 17e^kt
3) On observe , qu'au bout de deux minutes , la température du solide est de 20°C.
a)déterminer la valeur du réel k
Au bout de combien de temps , la température du solide sera- t-elle de 15 ° C ?

Voila , je suis en terminale S et j'ai un DM super important et c'est le seul exercice que je n'arrive pas à faire car je n'aime pas les équations différentielles . Pourriez vous m'aider ?

*** message déplacé ***
* Océane > le multi-post n'est pas toléré sur le forum ! *

Posté par
Labo
re : équation différentielle ( loi de refroidissement de newton 02-12-10 à 23:38

bonsoir,
1)
la vitesse de refroidissement  ∂()/∂t=((t)'est proportionnelle à la différence de température du corps et de la température ambiante k(- température ambiante)
(\theta(t))'=k((\theta(t)-8)
k=a  et b=ka
2)y'=ay+b
y=Ce^{at}-b/a (voir cours)
 \\ \theta(t)=Ce^{kt}+8
 \\ \theta (0)=25
 \\ \theta(t)=C.e^0+8=25
 \\ C=25-8=17
 \\ \theta(t)=17e^{kt}+8
3)t=2minutes=120secondes
\theta(120)=17e^{k120}+8=20
 \\ 17e^{120k}=12
 \\ 120k=ln\fr{12}{17}
 \\ k\approx -0,003
 \\ \theta(t)=17e^{-0,003t}+8=15
 \\ 17e^{-0,003t}=7
 \\ t\approx 295,8 secondes
 \\ t\approx 4 minutes 36 secondes
sauf erreur

Posté par
Kizilkiz
re : équation différentielle ( loi de refroidissement de newton 17-10-19 à 14:05

Bonjour,  je voudrai corriger l'erreur de Labo.

120K = Ln(12/17) Oui mais K n'est pas égal à -0,003 !

Vous avez oublié de divisé Ln (12/17) par 120 !

Donc K= Ln(12/17) / 120 = 305,96 !

Posté par
alb12
re : équation différentielle ( loi de refroidissement de newton 17-10-19 à 15:04

En voilà une bonne nouvelle

Posté par
trapangle
re : équation différentielle ( loi de refroidissement de newton 17-10-19 à 15:13

Si quelqu'un en doute (9 ans après, ça m'étonnerait), le calcul de Labo est bien juste.

Posté par
alb12
re : équation différentielle ( loi de refroidissement de newton 17-10-19 à 15:17

bon alors on remet le cadavre en terre.

Posté par
Kizilkiz
re : équation différentielle ( loi de refroidissement de newton 17-10-19 à 21:38

Le correctif que j'ai en mains est bien juste. Oui, ce que Labo a fait n'est pas totalement faux. Mais son développement à la fin est incomplet ! Car  il fait 120K= Ln(12/17  et puis K= -0,3. Mais K n'est pas égale à Ln(12/17 mais bien ; K= Ln(12/170) / 120 = -0,0029 !

Posté par
Kizilkiz
re : équation différentielle ( loi de refroidissement de newton 17-10-19 à 21:41

Ah oui, j'avais écris la réponses d'un autre calcul (pour le 305,96). Donc la réponse finale est bel est bien -0,0029

Posté par
trapangle
re : équation différentielle ( loi de refroidissement de newton 17-10-19 à 21:41

Kizilkiz,

Labo n'a pas écrit ce que tu penses qu'il a écrit, relis-le.

Posté par
Kizilkiz
re : équation différentielle ( loi de refroidissement de newton 17-10-19 à 21:45

Et pour trouver le t il suffit de remplacer ; 17 e^-0,0029t +8 = 15

Donc : 17 e^-0,0029t = 7
e^-0,0029t = 7/17
-0,0029t = Ln (7/17)
t = Ln (7/17)/ -0,0029 = 305,96 !

Posté par
Kizilkiz
re : équation différentielle ( loi de refroidissement de newton 17-10-19 à 21:49

J'ai très bien compris ce qu'il a écrit et je répète, c'est faux les 4 min 36 secondes c est faux. Son calcul est faux! On doit obtenir comme je l'ai dis 306, 96 Secondes soit 5. minutes 11 secondes

Posté par
Kizilkiz
re : équation différentielle ( loi de refroidissement de newton 17-10-19 à 21:50

Pardon, 305,96 secondes *

Posté par
Kizilkiz
re : équation différentielle ( loi de refroidissement de newton 17-10-19 à 21:55

Trapangle , si vous ne vous en doutez pas de Labo, dites moi svp, le 120k=Ln(12/17

K= -0,03
Comment vous avez calculer pour obtenir ça ??

Posté par
trapangle
re : équation différentielle ( loi de refroidissement de newton 17-10-19 à 21:55

En utilisant son approximation de -0,003, son calcul est juste.
De plus, il utilise le symbole  ≈ tandis que toi tu utilises le symbole = donc tu devrais donner la valeur exacte, et tu t'es arrêté à la deuxième décimale. La réponse de Labo est donc plus correcte que la tienne.

Posté par
trapangle
re : équation différentielle ( loi de refroidissement de newton 17-10-19 à 21:57

Ce n'est pas K, c'est k. Ce n'est pas Ln, c'est ln. Quand on ouvre une parenthèse, on la ferme après. Labo n'a pas écrit ce que vous prétendez qu'il a écrit, merci de le relire plus attentivement.



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1674 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !