Естественные науки

Математики! Помогите, пожалуйста! Вопрос внутри.

Задача с точки зрения предмета "Процессы и аппараты химических технологий" слишком неопределенная, так как не конкретизирована процедура смешения. Но если подходить с точки зрения обычных арифметических (алгебраических) задач, то ее можно переписать в более конкретном виде. Ежедневно из системы единовременно выводится 20 л циркулирующей смеси и добавляется 20 л свежего реактива. В промежутках между сменами свежий реактив идеально перемешивается со старым, так что перед каждой сменой он однороден. Величиной ежедневного загрязнения пренебрегаем.
После первой замены (и перемешивания) концентрация свежего реактива стала 20/1000=0,02 или 2 %, а концентрация загрязненного реактива стала 0,98 или 98 %.
При второй замене выводится 20 л смеси, т. е. 20*0,02=0,4 л свежего и 20*0,98=19,6 л загрязненного. Остается 980-19,6=960,4 л загрязненного и 20-0,4=19,6 л свежего. Добавляется 20 л свежего. В итоге, смесь содержит 20+19,6=39,6 л свежего и 960,4 л загрязненного реактива. Концентрация свежего реактива теперь составляет 39,6/1000=0,0396 или 3,96 %, а загрязненного 960,4/1000=0,9604 или 96,4 %.
Таким образом, после первой замены, концентрация загрязненного реактива составляет 0,98, после второй замены 0,9604=0,98^2. Рассуждая так же получаем, что после n замен, концентрация загрязненного реактива составит 0,98^n.
Значит нужно найти, значения n, при которых концентрация загрязненного реактива будет равна 0,5; 0,3; и 0,1. Нужно решить уравнения: 0,98^n=0,5, 0,98^n=0,3, 0,98^n=0,1.
Логарифмируем первое уравнение, получаем n*lg(0,98)=lg(0,5), n(50)=lg(0,5)/lg(0,98)=34,30961849..
Аналогично, n(70)=lg(0,3)/lg(0,98)=59,59462687; n(90)=lg(0,1)/lg(0,98)=113,9740856.
Общая формула: n(A)=lg(1-A/100)/lg(1-B/1000), где А- заданная концентрация (50, 70, 90 %), B - количество заменяемых литров.
Вадим Прозоров
Вадим Прозоров
83 940
Лучший ответ
Слава Красильников Огромное спасибо, Рафаэль!
Вы здорово помогли! Удачи Вам во всём!

Слава Красильников Огромное спасибо, Рафаэль!
Вы здорово помогли! Удачи Вам во всём!

Формула для х процентов:
Т (кол-во дней) = ln (100 - x) / ln 98
Слава Красильников Спасибо, но Ваша формула справедлива только для первого дня (2%). Потом колличество дней, вычисленное по ней, с ростом процента свежего реактива не увеличивается, а уменьшается и, скажем, для достижения 50% составит 3.91/4.585=0.85 дня. А для достижения 90%-й замены, вообще достаточно 2.3/4.585=0.5 дня!
Источник: таблицы натуральных логарифмов.
1000л -100%
20л- Х% 20*100/ 1000=2% ежедневно замещается.
тогда 50% : 2%=25дней на замещение 50% реактива
70%: 2%=35 дней на замещение 70% реактива
90%:2%=45 дней на замещение 90% реактива
Слава Красильников Спасибо, но я не совсем точно указал условия. Дело в том, что реактив смешивается со свежим и, фактически, с каждым днём процент замещения уменьшается. Это необходимо учитывать.