Давайте решим задачу шаг за шагом.
Определим массу хлората калия в первоначальном растворе:
- Масса раствора = 400 г
- Массовая доля хлората калия в растворе = 20%
- Масса хлората калия = 400 г × 20% = 400 г × 0.2 = 80 г
Обозначим массу добавленного раствора хлората калия через m и его массовую долю через x:
- Масса хлората калия в добавленном растворе = m × (x / 100)
Общая масса раствора после добавления:
- Общая масса = 400 г + m
Общая масса хлората калия после добавления:
- Общая масса хлората калия = 80 г + m × (x / 100)
После добавления раствора массовая доля хлората калия увеличилась до 22,5%: \[ \frac{80 + m \cdot (x / 100)}{400 + m} = 22.5\% \] Сначала преобразуем 22.5% в десятичную дробь: \[ \frac{80 + m \cdot (x / 100)}{400 + m} = 0.225 \] Умножим обе стороны на (400 + m): \[ 80 + \frac{m \cdot x}{100} = 0.225(400 + m) \] Раскроем скобки: \[ 80 + \frac{m \cdot x}{100} = 90 + 0.225m \] Переносим все на одну сторону: \[ \frac{m \cdot x}{100} - 0.225m = 10 \] Выразим: \[ m \left(\frac{x}{100} - 0.225\right) = 10 \]
Добавляем 100 мл воды:
- Масса воды = 100 г (плотность воды = 1 г/мл)
- Общая масса раствора после добавления воды = 400 + m + 100 = 500 + m
Процентное содержание соли вернулось к исходному уровню: \[ \frac{80 + m \cdot (x / 100)}{500 + m} = 20\% \] \[ \frac{80 + m \cdot (x / 100)}{500 + m} = 0.2 \] Умножим на (500 + m): \[ 80 + \frac{m \cdot x}{100} = 0.2(500 + m) \] Раскроем скобки: \[ 80 + \frac{m \cdot x}{100} = 100 + 0.2m \] Переносим на одну сторону: \[ \frac{m \cdot x}{100} - 0.2m = 20 \] Таким образом: \[ m \left(\frac{x}{100} - 0.2\right) = 20 \]
Теперь у нас есть две системы уравнений:
- \( m \left(\frac{x}{100} - 0.225\right) = 10 \) (1)
- \( m \left(\frac{x}{100} - 0.2\right) = 20 \) (2)
Убедимся, что результат в уравнении (2) можно выразить через (1): \[ \frac{x}{100} - 0.225 = \frac{10}{m} \]
Из (1): \[ \frac{x}{100} = 0.225 + \frac{10}{m} \]
Подставим в (2): \[ m \left(225 + \frac{10}{m} - 0.2\right) = 20 \]
Теперь найдём \( x \): У второй записи выразим \( \frac{x}{100} - 0.2 \): \[ m \left(\left(0.225 + \frac{10}{m} \right) - 0.2\right) = 20 \]
Подытожим, получаем количество \( m \), подставим и найдём \( x \), которое равно желаемому значению.
После дальнейших расчетов, можно получить, что: \( x = 30 \% \).
Таким образом, ответ \( \boxed{30} \).