Для решения задачи можно воспользоваться методом системы уравнений.
Обозначим:
- ( V_1 ) - объем 20% раствора кислоты,
- ( V_2 ) - объем 50% раствора кислоты.
Из условия задачи известно, что суммарный объем смеси составляет 3 литра:
[
V_1 + V_2 = 3 \quad (1)
]
Также известно, что в результате смешивания получен раствор с 30% концентрацией. Это означает, что количество кислоты в полученном растворе равно количеству кислоты в каждом из исходных растворов.
Количество кислоты в 20% растворе:
[
0.2 V_1
]
Количество кислоты в 50% растворе:
[
0.5 V_2
]
Количество кислоты в конечном растворе, имеющем 30% концентрацию:
[
0.3 \times (V_1 + V_2) = 0.3 \times 3 = 0.9
]
Тогда получаем второе уравнение:
[
0.2 V_1 + 0.5 V_2 = 0.9 \quad (2)
]
Теперь у нас есть система уравнений (1) и (2):
- ( V_1 + V_2 = 3 )
- ( 0.2 V_1 + 0.5 V_2 = 0.9 )
Теперь можно выразить ( V_1 ) через ( V_2 ):
[
V_1 = 3 - V_2
]
Подставим это выражение во второе уравнение:
[
0.2 (3 - V_2) + 0.5 V_2 = 0.9
]
Раскроем скобки:
[
0.6 - 0.2 V_2 + 0.5 V_2 = 0.9
]
Соберем подобные члены:
[
0.6 + 0.3 V_2 = 0.9
]
Теперь вычтем 0.6 из обеих сторон:
[
0.3 V_2 = 0.3
]
Разделим обе стороны на 0.3:
[
V_2 = 1
]
Теперь мы можем найти ( V_1 ):
[
V_1 = 3 - V_2 = 3 - 1 = 2
]
Таким образом, объем 50% раствора (то есть ( V_2 )) составляет 1 литр.