某湖泊的水量为V,每年排入湖泊内含污染物A的污水量为V/6,流入湖泊内不含A的水量为V/6,流出湖泊的水量为V/3.已知2004年底湖中A的含量为5m0,超过国家规定指标,为了治理污染,从2005年起,限定排入湖中含A污水的浓度不超过m0/V.问至多经历多

admin2022-07-21  40

问题 某湖泊的水量为V,每年排入湖泊内含污染物A的污水量为V/6,流入湖泊内不含A的水量为V/6,流出湖泊的水量为V/3.已知2004年底湖中A的含量为5m0,超过国家规定指标,为了治理污染,从2005年起,限定排入湖中含A污水的浓度不超过m0/V.问至多经历多少年,湖泊中污染物A的含量降至m0以内(设湖水中A的浓度是均匀的)?

选项

答案设从2005年初(含此时t=0)开始,第t年湖泊中污染物A的总量为m,浓度为m/V,则在时间间隔t到t+dt内,排入湖泊中A的量为[*],流出湖泊的A的量为[*] 因此,在此时间间隔内流出湖泊的A的改变量为dm=[*]dt,积分得m=[*]-ce-t/3.代入初始条件m|t=0=5m0,解出c=-9m0/2,于是污染物总量的变化规律为 [*] 令m=m0,得t=6ln3,即至多经过t=6ln3年,A的含量降至m0以内.

解析
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