- •Лабораторные работы по мат. Моделированию (заочники) Лабораторная работа №1.
- •Варианты заданий:
- •Варианты заданий:
- •Варианты заданий:
- •Лабораторная работа №2.
- •Варианты заданий:
- •Варианты заданий:
- •Варианты заданий:
- •Лабораторная работа №3.
- •Варианты заданий:
- •Варианты заданий:
- •Варианты заданий:
- •Лабораторная работа №4.
- •Варианты заданий:
- •Варианты заданий:
- •Варианты заданий:
- •Варианты заданий:
- •Варианты заданий:
- •Лабораторная работа №5.
- •Варианты заданий:
- •Варианты заданий:
Варианты заданий:
1 вариант |
, , . |
2 вариант |
, , . |
3 вариант |
, , . |
4 вариант |
, , . |
5 вариант |
, , . |
6 вариант |
, , . |
7 вариант |
, , . |
8 вариант |
, , . |
9 вариант |
, , . |
10 вариант |
, , . |
11 вариант |
, , . |
12 вариант |
, , . |
13 вариант |
, , . |
14 вариант |
, , . |
15 вариант |
, , . |
Задача 3: В резервуаре вместимостью м3 находится рассол, содержащий кг растворенной соли. В резервуар вливается вода со скоростью м3/мин, а из него вытекает с такой же скоростью смесь, причем концентрация поддерживается однородной (например, посредством перемешивания). Сколько соли содержится в резервуаре по истечении времени .
Решение: Для примерных расчетных данных, , , , , определим, сколько литров воды вытечет за время (для нынешних данных): .
Используя равенство (2.4), получаем систему:
. (*)
Работаем с первым уравнением данной системы. Приведем к общему знаменателю, разделим переменные и преобразуем: .
Используя метод неопределенных коэффициентов. Определим составляющие элементы в правой части последнего равенства:
, ,
, ,
, , .
Подставляя в первое равенство перед разложением, и интегрируя, получаем следующее: ,
, , ,
, ,
.
Поскольку масса соли в начальный момент времени , равнялась , т.е. , то подставляя это начальное условие в последнее равенство, определим величину , для первого уравнения системы (*):
, , .
Аналогично, решая второе дифференциальное уравнение системы (8), получим значение величины , для второго уравнения системы (*), а также начальное условие :
, , , .
Следовательно, зная концентрацию раствора, содержащего соль, можно определить постоянные величины , и, как следствие, начальную массу соли, содержащуюся в исходном объеме, если бы она была неизвестна. Тогда зависимость изменения массы вещества в растворе можно представить в следующем виде:
, (4.2)
где величина - среднее количество вещества в растворе.
Разделяя переменные и интегрируя, получаем следующее:
, , , .
Используя начальное условие , находим : , . Следовательно, получаем зависимость изменения количества соли с учетом скорости, объема и времени взаимодействия (для данного случая): .
Поскольку необходимо было вычислить количество соли, оставшейся в резервуаре по истечении одного часа ( ), с учетом, что скорость втекания и вытекания воды одинакова и равна , при объеме резервуара , то .