Давайте по шагам решим вашу задачу.
Шаг 1: Построение формулы зависимости температуры от времени
Дано:
- Начальная температура воды \(T_0 = 30^\circ C\)
- Конечная температура \(T_{кон} = 100^\circ C\)
- За какое время температура увеличится с 30°C до 100°C, известно что каждую минуту температура повышается на 2°C.
Рассчитаем время нагревания: \[ \Delta T = T_{кон} - T_0 = 100^\circ C - 30^\circ C = 70^\circ C \]
За 1 минуту температура повышается на 2°C, значит время нагрева: \[ t_{итого} = \frac{\Delta T}{2^\circ C\, \text{в минуту}} = \frac{70}{2} = 35\, \text{минут} \]
Шаг 2: Формула зависимости температуры от времени
Так как температура увеличивается равномерно (линейно), можно записать формулу:
\[ T(t) = T_0 + kt \]
где \(k\) — коэффициент скорости изменения температуры.
Из условия: \[ T(0) = 30^\circ C \] \[ T(35) = 100^\circ C \]
Или, учитывая, что каждую минуту температура увеличивается на 2°C:
\[ T(t) = 30 + 2t \]
где \(t\) — время в минутах.
Ответ на Шаг 2: Формула
\[ \boxed{ T(t) = 30 + 2t } \]
Шаг 3: Построение графика
График — это прямая линия, начинающаяся в точке (0, 30) и пересекающаяся с линией при \(T = 100^\circ C\) в точке \(t=35\).
Шаг 4: Решение задач по графику
- Температура через 10 минут:
\[ T(10) = 30 + 2 \times 10 = 30 + 20 = 50^\circ C \]
- Температура через 15 минут:
\[ T(15) = 30 + 2 \times 15 = 30 + 30 = 60^\circ C \]
- Время достижения 85°C:
Решим уравнение:
\[ 85 = 30 + 2t \] \[ 2t = 85 - 30 = 55 \] \[ t = \frac{55}{2} = 27,5\, \text{минут} \]
Итог:
- Формула зависимости температуры: \(\boxed{T(t) = 30 + 2t}\)
- Температура через 10 минут: 50°C
- Температура через 15 минут: 60°C
- Время, чтобы нагреться до 85°C: 27,5 минут
Если бы нужно было построить график, он выглядел бы как прямая от точки (0, 30) до точки (35, 100).