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Etablir une équation différentielle

Posté par
God
13-10-12 à 21:24

Bonsoir
Il faut que j'établisse une équation differentielle reliant le nombre de noyaux à une date t, à la constante radioactive et au taux de production
Je sais que 2.7*10^18 noyaux sont créés par seconde et que le temps de demi-vie est de 8 jours, et que la constante radioactive lambda est égal au logarithme népérien de 2 divisé par le temps de demi-vie.

Je ne sais pas du tout comment m'y prendre, même si j'imagine que ça ressemble à

N(t) = N(0)+(nombre de noyaux créés)-(nombre de désintégrations)
=N(0)+2.7*10^18*dt-lambda*N(t)

mais ça ne mène à rien et je sais que c'est faux car y'a pas d(quelquechose)/d(variable) dans mon équation...

Merci d'avance pour votre aide

Posté par
gbm Webmaster
re : Etablir une équation différentielle 14-10-12 à 10:27

Salut,

Non, il faut raisonner de la façon suivante :

dN/dt = +nombre de noyaux N crées - nombre de noyau Ndésintégrés

Posté par
J-P
re : Etablir une équation différentielle 14-10-12 à 10:54

La "vitesse" des désintégrations (activité) est proportionnelle au nombre de noyaux présents.
Et comme le nombre de noyaux décroit avec le temps (désintégration), on a :

dN/dt = -k.N  (avec k une constante positive)

dN/dt + kN = 0

N(t) = C.e^(-kt)

A l'instant considéré comme initial (t = 0), on a un nombre No de noyaux -->

N(0) = No = C.e^0
C = No

N(t) = No.e^(-kt)

Soit T la période de demi vie, on a donc:

1/2 No = No.e^(-kT)
e^(-kT) = 1/2
-kT = -ln(2)
k = ln(2)/T
et par définition, on a donc k = Lambda

---> N(t) = No.e^(-Lambda.t)

Et on appelle Activité : A(t) = - dN/dt

A(t) = -No * (-Lambda).e^(-Lambda.t)
A(t) = No * Lambda.e^(-Lambda.t)
A(t) = Lambda.N(t)
-----
A toi de voir si c'est ce que tu voulais.

Posté par
gbm Webmaster
re : Etablir une équation différentielle 14-10-12 à 21:00

Hello J-P,

J'attendais d'avoir des retours vu qu'il parlait d'une "production".

Posté par
J-P
re : Etablir une équation différentielle 15-10-12 à 10:37

Oui, l'énoncé n'est pas très clair.

Peut-être s'agit t-il d'une production de noyaux radioactifs qui se désintègrent.

Si oui, alors, c'est différent de ce que j'ai écrit.
-----

Posté par
J-P
re : Etablir une équation différentielle 15-10-12 à 11:03

Noyaux produits : N1(t) = 2,7.10^18.t + No

Activité : A(t) = Lambda.N(t) = -dN/dt

N(t) = 2,7.10^18.t + No - S Lambda.N(t) dt

On dérive par rapport au temps :

dN/dt = 2,7.10^18 - Lambda.N

lambda = ln(2)/(8*24*3600) = 10^-6 s^-1

dN/dt = 2,7.10^18 - 10^-6.N

dN/dt + 10^-6 N = 2,7.10^18  
avec N(0) = No et t en s

C'est l'équation cherchée.
-----
Résolution de l'équation (pas demandé):

N(t) = K.e^(-10^-6.t) + 2,7.10^24

No = K + 2,7.10^24

K = No - 2,7.1024

N(t) = (No - 2,7.10^24).e^(-10^-6.t) + 2,7.10^24
avec t en secondes.
-----
Si j'ai bien interprété cette fois l'énoncé ... et sauf erreur ou distraction.  

Posté par
gbm Webmaster
re : Etablir une équation différentielle 15-10-12 à 18:43

Ouais, à voir



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