同济高数 第7章 第7-1-6题

教材习题

📝 题目

6.用微分方程表示一物理命题:某种气体的压强 $p$ 对于温度 $T$ 的变化率与压强成正比,与温度的平方成反比.

💡 答案解析

[AI解答]

[AI解答] 根据题意,某种气体的压强 $p$ 对于温度 $T$ 的变化率,即导数 $\displaystyle{\frac{dp}{dT}}$,与压强 $p$ 成正比,且与温度 $T$ 的平方成反比。因此可设比例系数为 $k$(常数),得到微分方程:

$$ \frac{dp}{dT} = k \cdot \frac{p}{T^{2}} $$

其中 $k$ 为比例常数。这就是描述该物理命题的微分方程。

难度:★☆☆☆☆ (仅需将文字叙述直接转化为导数等式,属于基础建模题。)

📋 详细解题步骤

步骤 1/2
目标:理解题意,确定变量和变化关系
题目描述:某种气体的压强 p 对于温度 T 的变化率(即 dp/dT)与压强 p 成正比,与温度 T 的平方成反比。
提示:注意“变化率”指导数,“成正比”和“成反比”分别对应乘以比例系数和除以变量。
步骤 2/2
目标:建立微分方程
设比例系数为 k(常数),根据正比和反比关系,得到 dp/dT = k * (p / T^2)。
公式:dp/dT = k * p / T^2
提示:比例系数 k 可正可负,具体由物理背景决定,但此处只需写出方程形式。

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