体温は40°Fであった倉庫の午前10時に発見されました。診察医は、体温が80°Fであることを発見しました。おおよその死の時期は何時ですか?

体温は40°Fであった倉庫の午前10時に発見されました。診察医は、体温が80°Fであることを発見しました。おおよその死の時期は何時ですか?
Anonim

回答:

おおよその死亡期間は #8:02:24# です。

これが体の皮膚の温度であることに注意することは重要です。診察医は内部温度を測定していますが、これははるかに遅くなります。

説明:

ニュートンの冷却法則は、温度変化率は周囲温度との差に比例すると述べています。すなわち

#(dT)/(dt)プロップT - T_0#

もし #T> T_0# 次に体は冷えるはずなので導関数は負になるはずなので、比例定数を挿入してに到達します。

#(dT)/(dt)= -k(T - T_0)#

角かっこを乗算してシフトすることで、次のようになります。

#(dT)/(dt)+ kT = kT_0#

積分常数法を使って常微分方程式を解くことができます。

#I(x)= e ^(intkdt)= e ^(kt)#

両側を掛ける #I(x)# 取得するため

#e ^(kt)(dT)/(dt)+ e ^(kt)kT = e ^(kt)kT_0#

プロダクトルールを使用することでLHSを書き換えることができることに注意してください。

#d /(dt)Te ^(kt) = e ^(kt)kT_0#

両側をwrtに統合する #t#.

#Te ^(kt)= kT_0 int e ^(kt)dt#

#Te ^(kt)= T_0e ^(kt)+ C#

除算 #e ^(kt)#

#T(t)= T_0 + Ce ^( - kt)#

平均人体温度は #98.6° "F"#.

#implies T(0)= 98.6#

#98.6 = 40 + Ce ^ 0#

#implies C = 58.6#

みましょう #t_f# 体が発見された時間です。

#T(t_f)= 80#

#80 = 40 + 58.6e ^( - kt_f)#

#40 /(58.6)= e ^( - kt_f)#

#ln(40 /(58.6))= -kt_f#

#t_f = - ln(40 /(58.6))/ k#

#t_f = - ln(40 /(58.6))/(0.1947)#

#t_f = 1.96 hr#

それで、死の時から、すぐに体が冷え始めたと仮定して、それが発見されたその時点で80°Fに達するのに1.96時間かかった。

#1.96時間= 117.6分#

おおよその死亡期間は #8:02:24# 午前