Eksponentiell modell for avkjøling av blåbærgelé
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
En skål med blåbærgelé ble satt til avkjøling i et rom der temperaturen var .
Tabellen viser temperaturen i blåbærgeléen minutter etter at den ble satt til avkjøling.
| Tid (minutter) | 4 | 8 | 16 | 20 | 40 | 60 | 75 | 90 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temperatur (°C) | 90,6 | 86,5 | 78,9 | 75,4 | 61,0 | 50,3 | 44,1 | 39,2 |
Stine vil prøve å lage en modell som viser temperaturen i geléen minutter etter at den ble satt til avkjøling. Hun setter opp en ny tabell.
| Tid (minutter) | 4 | 8 | 16 | 20 | 40 | 60 | 75 | 90 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temperatur − 20 | 70,6 | 66,5 | 58,9 | 55,4 | 41,0 | 30,3 | 24,1 | 19,2 |
Lag en modell på formen som viser temperaturen i geléen minutter etter at den ble satt til avkjøling.
Hvilket gyldighetsområde vil du si modellen kan ha?
Fasit
(eller tilsvarende begrunnet intervall)
LøsningsforslagKI-generert
Vi skal lage en modell på formen , der er antall minutter etter at geléen ble satt til avkjøling og er temperaturen i .
Stine har laget en ny tabell der hun har trukket fra (romtemperaturen) fra alle temperaturverdiene. Da sitter hun igjen med verdier for .
Vi bruker GeoGebra til å kjøre eksponentiell regresjon på den nye tabellen (med verdiene «Temperatur − 20»). Vi legger inn datapunktene og ber GeoGebra om å finne best tilpasset eksponentiell kurve.
GeoGebra gir:
Modellen blir:
Grafen nedenfor viser modellen (blå kurve) og måledatapunktene (røde punkter). Kurven treffer alle 8 datapunktene svært nøyaktig.

Den stiplede linjen viser romtemperaturen, som kurven nærmer seg asymptotisk.
Modellen er matematisk definert for alle reelle verdier av , men vi må vurdere hva som gir fysisk mening.
Nedre grense: Geléen ble satt til avkjøling ved . Da er . Modellen gjelder fra .
Øvre grense: Modellen nærmer seg asymptotisk — temperaturen vil matematisk sett aldri nå romtemperatur. I praksis er modellen meningsfull så lenge geléen er merkbart varmere enn romtemperaturen.
Vi kan for eksempel sette som en praktisk nedre grense for hva som er «reell avkjøling». Det gir:
Et rimelig gyldighetsområde er derfor:
der er i minutter. Vi velger som en rund øvre grense — da er temperaturen ca. , altså bare litt over romtemperaturen, og avkjølingen er i praksis ferdig. (Andre begrunnede valg, f.eks. , er også godkjente.)