Для решения задачи обозначим:
- \( m_1 = 10 \) кг — масса первого раствора.
- \( m_2 = 16 \) кг — масса второго раствора.
- \( c_1 \) — концентрация кислоты в первом растворе (в процентах).
- \( c_2 \) — концентрация кислоты во втором растворе (в процентах).
- Сначала рассмотрим ситуацию, когда оба раствора сливаются вместе.
Общая масса раствора: \[ M = m_1 + m_2 = 10 + 16 = 26 \text{ кг} \]
Суммарное количество кислоты в полученном растворе: \[ Q = m_1 \cdot \frac{c_1}{100} + m_2 \cdot \frac{c_2}{100} \]
При смешивании получаем 55% кислоты, поэтому: \[ Q = 26 \cdot 0.55 = 14.3 \text{ кг кислоты} \]
Таким образом, у нас получается уравнение: \[ 10 \cdot \frac{c_1}{100} + 16 \cdot \frac{c_2}{100} = 14.3 \]
- Теперь рассмотрим ситуацию с равными массами растворов.
Пусть мы сливаем по \( x \) кг каждого раствора. Тогда общий объем раствора его будет \( 2x \) кг.
Количество кислоты в первом растворе: \[ Q_1 = x \cdot \frac{c_1}{100} \] Количество кислоты во втором растворе: \[ Q_2 = x \cdot \frac{c_2}{100} \]
Согласно условию, получаем 61% кислоты: \[ Q_1 + Q_2 = 2x \cdot 0.61 \]
Записываем уравнение: \[ x \cdot \frac{c_1}{100} + x \cdot \frac{c_2}{100} = 2x \cdot 0.61 \]
Сократим \( x \): \[ \frac{c_1}{100} + \frac{c_2}{100} = 1.22 \] Или \[ c_1 + c_2 = 122 \text{ (1)} \]
Теперь у нас есть система двух уравнений:
- \( 10 \cdot \frac{c_1}{100} + 16 \cdot \frac{c_2}{100} = 14.3 \) (2)
- \( c_1 + c_2 = 122 \) (1)
Из первого уравнения (умножим на 100): \[ 10c_1 + 16c_2 = 1430 \text{ (3)} \]
Теперь подставим выражение \( c_2 = 122 - c_1 \) из уравнения (1) в уравнение (3): \[ 10c_1 + 16(122 - c_1) = 1430 \] Раскроем скобки: \[ 10c_1 + 1952 - 16c_1 = 1430 \]
Преобразуем это уравнение: \[ -6c_1 + 1952 = 1430 \] \[ -6c_1 = 1430 - 1952 \] \[ -6c_1 = -522 \] \[ c_1 = \frac{522}{6} = 87 \text{ (первый раствор содержит 87% кислоты)} \]
Теперь, подставив \( c_1 \) в уравнение (1), найдем \( c_2 \): \[ 87 + c_2 = 122 \] \[ c_2 = 122 - 87 = 35 \text{ (второй раствор содержит 35% кислоты)} \]
Итак, концентрация кислоты в первом растворе составляет 87%.