1. Пусть:
- T1 = 100 °C - начальная температура тела;
- T2 = 60 °C - температура тела через 10 мин.;
- T3 = 25 °C - конечная температура тела;
- T0 = 20 °C - температура помещения.
2. Скорость охлаждения тела пропорциональна разности температур тела и окружающей среды:
- dT/dt = k(T - T0), отсюда:
- dt = dT/(k(T - T0));
- dt = -d(T - T0)/(k(T - T0));
- t(T) = -∫d(T - T0)/(k(T - T0)) = -1/k * ∫d(T - T0)/(T - T0) = -1/k * ln(T - T0) + С;
- {t(T1) = 0;{t(T2) = 10;
- {-1/k * ln(T1 - T0) + С = 0;{-1/k * ln(T2 - T0) + С = 10;
- {-1/k * ln(100 - 20) + С = 0;{-1/k * ln(60 - 20) + С = 10;
- {-1/k * ln80 + С = 0;{-1/k * ln40 + С = 10;
- {C = 1/k * ln80;{-1/k * (ln40 - ln80) = 10;
- {C = 1/k * ln80;{1/k * (ln80 - ln40) = 10;
- {C = 1/k * ln80;{1/k * ln2 = 10;
- {C = 10/ln2 * ln80;{1/k = 10/ln2;
- {C = 10ln80/ln2;{1/k = 10/ln2;
- t(T) = -1/k * ln(T - T0) + С;
- t(T) = -10/ln2 * ln(T - T0) + 10ln80/ln2;
- t(T) = 10ln80/ln2 - 10/ln2 * ln(T - T0);
- t(T) = 10/ln2(ln80 - ln(T - 20));
- t(T) = 10/ln2 * ln(80/(T - 20));
- t(T) = 10log2(80/(T - 20)).
3. Проверим значения t(100), t(60) и вычислим t(T3):
- t(100) = 10log2(80/(100 - 20)) = 10log2(1) = 0;
- t(60) = 10log2(80/(60 - 20)) = 10log2(80/40) = 10log2(2) = 10;
- t(25) = 10log2(80/(25 - 20)) = 10log2(80/5) = 10log2(16) = 10 * 4 = 40 (мин.).
Ответ: через 40 мин.