作者supersatan (炽天使)
看板Inference
标题Re: [问题] 一个物理问题
时间Tue Aug 8 02:24:16 2006
※ 引述《allen65535 (语气生硬,无恶意)》之铭言:
: 问题:有一杯热咖啡,现在刚好有事没办法喝,
: 如果想在喝的时候,可以保有最高的温度,
: 应该是先加奶精再去忙,还是忙完回来要喝的时候再加奶精?
: 这个问题可以用物理方法解,代数字下去算也算得出来,
: 可是我总觉得应该可以用很简单的推理得到答案才对。
: 一些条件:咖啡散热的温度变化是遵循以自然对数e为底的指数函数
: 奶精的温度是室温
: 咖啡加奶精以简单的热平衡考虑
这可以用牛顿冷却定律解释
dD
─ = -αD (D(t)是t时刻时的温差,α是比例常数,负号是因为温差是递减关系)
dt
得D(t) = c e^(-αt)
给定初始值Do ,得D(t)=Do e^(-αt), t≧0
令T(t)为物体在t时刻的温度,Ts为室温,则:
D(t) = T(t) - Ts , Do = To - Ts , T(t) = Ts + (To-Ts) e^(-αt)
设咖啡初始温度 Tcof ,比热s1,质量M ; 奶精初始温度 Ts, 比热s2, 质量m
Tcof > Ts
先加奶精(a):
M‧s1‧Tcof + m‧s2‧Ts
均衡温度为X , X = ────────────
M‧s1 + m‧s2
Ta(t) = Ts + (X-Ts) e^(-αt)
後加奶精(b):
T(t) = Ts + (Tcof-Ts) e^(-αt)
M‧s1‧T(t) + m‧s2‧Ts
均衡温度 Tb (t) = ────────────
M‧s1 + m‧s2
比较Ta(t)和Tb(t):当t > 0时,化简後得 Ta(t)=Tb(t)
所以先加或後加温度皆相同,有错请指教
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