Логарифмичес… — Задание 10 ЕГЭ по математике №00042040
Логарифмические уравнения и неравенства
№2. Задание 10
ID: 00042040
Для обогрева помещения, температура в котором поддерживается на уровне $T_{\text{П}}=25\ ^\circ\text{C}$, через радиатор отопления пропускают горячую воду. Расход проходящей через трубу радиатора воды $m=0{,}5$ кг/с. Проходя по трубе расстояние $x$, вода охлаждается от начальной температуры $T_{\text{В}}=85\ ^\circ\text{C}$ до температуры $T$, причём $x=\alpha\dfrac{cm}{\gamma}\log_2\dfrac{T_{\text{В}}-T_{\text{П}}}{T-T_{\text{П}}}$, где $c=4200\ \dfrac{\text{Вт}\cdot\text{с}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{C}}$ — теплоёмкость воды, $\gamma=21\ \dfrac{\text{Вт}}{\text{м}\cdot{}^\circ\text{C}}$ — коэффициент теплообмена, а $\alpha=1{,}4$ — постоянная. Найдите, до какой температуры (в градусах Цельсия) охладится вода, если длина трубы радиатора равна $140$ м.
Источник: Сборник Ященко 2027
Решение
Длина участка трубы связана с температурой через логарифм. Подставим все постоянные и посчитаем множитель перед логарифмом:
$$\alpha\dfrac{cm}{\gamma}=1{,}4\cdot\dfrac{4200\cdot0{,}5}{21}=1{,}4\cdot\dfrac{2100}{21}=1{,}4\cdot100=140.$$
Под логарифмом стоит отношение разностей температур. В числителе — насколько горячая вода на входе теплее комнаты: $T_{\text{В}}-T_{\text{П}}=85-25=60$. В знаменателе — то же самое для воды на выходе: $T-25$.
Длина трубы $140$ м, поэтому
$$140=140\cdot\log_2\dfrac{60}{T-25}.$$
Разделим обе части на $140$:
$$\log_2\dfrac{60}{T-25}=1.$$
Логарифм по основанию $2$ равен $1$, когда число под ним равно $2^1=2$:
$$\dfrac{60}{T-25}=2\ \Rightarrow\ T-25=\dfrac{60}{2}=30\ \Rightarrow\ T=55.$$
Проверка: $\dfrac{85-25}{55-25}=\dfrac{60}{30}=2$, $\log_2 2=1$, $x=140\cdot1=140$ м. Верно. По смыслу тоже сходится: вода остыла с $85^\circ$, но осталась теплее комнаты ($25^\circ$).
Ответ
Другие задания по теме «Логарифмические уравнения и неравенства» (8)
- Задание 10 №00042041 — Для обогрева помещения, температура в котором поддерживается на уровне T индекс…
- Задание 10 №00042029 — Водолазный колокол, содержащий ню равно 3 моля воздуха при давлении p индекс 1…
- Задание 10 №00042028 — Водолазный колокол, содержащий ню равно 5 молей воздуха при давлении p индекс 1…
- Задание 10 №00041756 — Водолазный колокол, содержащий ню равно 5 моль воздуха при давлении p индекс 1…
- Задание 10 №00041755 — В телевизоре ёмкость высоковольтного конденсатора C равно 8 умножить на 10 в…
- Задание 10 №00041752 — Водолазный колокол, содержащий ню равно 8 моль воздуха при давлении p индекс 1…
- Задание 10 №00041747 — Водолазный колокол, содержащий ню равно 3 моль воздуха объёмом V индекс 1 равно…
- Задание 10 №00013850 — Водолазный колокол, содержащий ν = 2 моль воздуха объёмом V1 = 120 л, медленно…