Laboratorio ODE 03 — Tanque, enfriamiento y circuito RC

Fenómeno

Parámetros que puede manipular

——

Modelo y clasificación

Verificación: modelo contra fenómeno

Fenómeno

—

Modelo

—

Efecto no modelado

Reto: observe la discrepancia, estime τ con los datos y decida qué supuesto del modelo hay que cambiar.

Gráficas manipulables

Fenómeno (dorado) Modelo (cian) Asíntota y∞ del modelo

Rueda: acercar. Arrastrar: desplazarse. El cursor lee los valores.

Datos para Excel

El libro trae cuatro hojas: Datos (t, fenómeno, modelo, diferencia y razón de cambio), Parametros, Metricas y Ajuste (ln|y − y∞| frente a t con su recta).

Análisis sugerido: grafique frente a ; la pendiente es . Compare ese con el que predice el modelo (, o ).

Nota matemática

Los tres fenómenos comparten la misma ecuación afín y su solución exacta: Tanque de mezclas. Balance de soluto con volumen constante: Si el volumen cambia, y Enfriamiento de Newton. La pérdida de calor es proporcional al exceso de temperatura: Circuito RC. Carga del capacitor con una fuente constante: En los tres casos, es una recta de pendiente : así se mide en el laboratorio.

Laboratorio 03 · Tanque, enfriamiento y circuito RC

Tres fenómenos distintos que obedecen la misma ecuación de primer orden. Elija uno, mueva sus parámetros y compruebe si la ecuación afín explica lo que se mide; cuando no, hay que descubrir qué supuesto falta.

1 · Elija el fenómeno Tanque con entrada y salida, taza que se enfría o capacitor que se carga. Las etiquetas cambian; el modelo es el mismo.

2 · Mida el tiempo característico El panel «Ajuste de τ» y la gráfica semilogarítmica estiman τ con sus datos: compárelo con V/Q, 1/k o RC.

3 · Diagnostique Fuga, degradación, aporte, radiación o resistencia extra: el valor final y el decaimiento lo delatan.

Atajos: espacio = pausar · R = reiniciar · P = panel · G = guardar gráficas · Esc = cerrar