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Exemplo 2. Quando um bolo é retirado do forno, sua temperatura é de 300ºF. Três minutos depois, sua temperatura passa para 200ºF. Quanto tempo leva...

Exemplo 2. Quando um bolo é retirado do forno, sua temperatura é de 300ºF. Três minutos depois, sua temperatura passa para 200ºF. Quanto tempo levará para sua temperatura chegar a 75 graus, se a temperatura do meio ambiente em que ele foi colocado for de exatamente 70ºF?

Um bolo foi retirado do forno;
Sua temperatura inicial é de 300ºF;
Três minutos depois, sua temperatura passa para 200ºF;
A temperatura do meio ambiente é de 70ºF;
É necessário determinar quanto tempo levará para a temperatura do bolo chegar a 75 graus.

Essa pergunta também está no material:

Port 01 - Vanessa Garcia - Elementos de equações diferenciais
5 pág.

Equações Diferenciais Ordinárias Universidade Federal do CearáUniversidade Federal do Ceará

💡 1 Resposta

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Para resolver esse problema, podemos utilizar a fórmula da lei do resfriamento de Newton, que é dada por: T(t) = T0 + (Tm - T0) * e^(-kt) Onde: - T(t) é a temperatura do objeto no tempo t; - T0 é a temperatura inicial do objeto; - Tm é a temperatura do meio ambiente; - k é a constante de resfriamento. Para encontrar a constante de resfriamento, podemos utilizar a informação de que a temperatura do bolo caiu de 300ºF para 200ºF em 3 minutos: 200 = 300 + (70 - 300) * e^(-3k) -100 = -230 * e^(-3k) ln(100/230) = -3k k = -ln(100/230)/3 k ≈ 0,051 Agora, podemos utilizar a fórmula da lei do resfriamento de Newton novamente para encontrar o tempo necessário para a temperatura do bolo chegar a 75 graus: 75 = 300 + (70 - 300) * e^(-0,051t) -225 = -230 * e^(-0,051t) ln(225/230) = -0,051t t ≈ 1,4 minutos Portanto, o tempo necessário para a temperatura do bolo chegar a 75 graus é de aproximadamente 1,4 minutos.

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