Một kỹ sư cơ khí nghiên cứu quá trình làm nguội một chi tiết máy sau khi đúc. Độ chênh lệch nhiệt độ giữa vật và môi trường thay đổi theo thời gian.

16/22

Một kỹ sư cơ khí nghiên cứu quá trình làm nguội một chi tiết máy sau khi đúc. Độ chênh lệch nhiệt độ giữa vật và môi trường thay đổi theo thời gian. Gọi \(y(t)\) là hiệu số nhiệt độ giữa chi tiết máy và môi trường tại thời điểm \(t\) (phút). Theo định luật Newton về làm lạnh, tốc độ thay đổi của \(y(t)\) tỉ lệ thuận với \(y(t)\), tức là: \[y'\left( t \right){\rm{ }} = {\rm{ }}k.y\left( t \right)\] (\[t \ge 0,\,k < 0\]). Người ta đo được nhiệt độ chênh lệch tại thời điểm \[t = 10\] phút là \[40^\circ C\]. Đến thời điểm \[t = 20\] phút, nhiệt độ chênh lệch giảm xuống còn \[10^\circ C\]. Cho biết \(y(t) = {e^{g(t)}}\).

Hàm số \(g(t) = kt + C\)(\[t \ge 0\]) với \[C\] là một hằng số xác định.

ĐúngSai

Giá trị của hằng số \[k = \frac{{ - \ln 4}}{{10}}\].

ĐúngSai

Hằng số \[C\] (trong biểu thức \(g(t) = kt + C\)) có giá trị bằng \(3\ln 2 + \ln 5\).

ĐúngSai

Để nhiệt độ chênh lệch \(y(t)\)nhỏ hơn \[1^\circ C\] thì cần ít nhất 35 phút kể từ lúc bắt đầu theo dõi.

ĐúngSai

Giải thích

a) Đúng.

\(g(t) = \ln y(t) \Rightarrow g'(t) = \frac{{y'(t)}}{{y(t)}} = k \Rightarrow g(t) = kt + C.\)

b) Đúng.

Vì \(\left\{ \begin{array}{l}y(10) = 40\\y(20) = 10\end{array} \right.\) nên \[\left\{ \begin{array}{l}g(10) = \ln y(10) = \ln 40\\g(20) = \ln y(20) = \ln 10\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}10k + C = \ln 40\\20k + C = \ln 10\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}k = \frac{{ - \ln 4}}{{10}}\\C = 5\ln 2 + \ln 5\end{array} \right.\].

c) Sai.

\[C = 5\ln 2 + \ln 5\].

d) Sai.

Ta có \(g(t) = \frac{{ - \ln 4}}{{10}}.t + 5\ln 2 + \ln 5\)

Do đó \(y(t) = {e^{g(t)}} < 1 \Leftrightarrow g(t) < 0 \Leftrightarrow \frac{{ - \ln 4}}{{10}}.t + 5\ln 2 + \ln 5 < 0 \Rightarrow t > \frac{{10(5\ln 2 + \ln 5)}}{{\ln 4}} \approx 36,6\).