Чтобы решить задачу, давайте пошагово разберем, что происходит с раствором.
Исходные данные
- Изначально у нас есть 3 кг кислоты и 2 кг воды.
- Масса первоначального раствора: (3 \text{ кг} + 2 \text{ кг} = 5 \text{ кг}).
Этап 1: Добавление воды
- Первое изменение: содержание кислоты понижается до 10%.
Обозначим массовую долю кислоты в новом растворе как (C_1 = 10%).
Общая масса нового раствора обозначим как (X_1).
[
\frac{3}{X_1} = \frac{10}{100}
]
Решая уравнение, находим (X_1):
[
3 = 0.1 \times X_1 \
X_1 = \frac{3}{0.1} = 30
]
Масса нового раствора после добавления воды: 30 кг.
Этап 2: Добавление кислоты
- Второе изменение: содержание кислоты увеличивается до 60%.
Обозначим массовую долю кислоты в следующем растворе как (C_2 = 60%).
Общая масса второго раствора обозначена как (X_2).
Сначала найдем массу кислоты в первом измененном растворе:
После добавления кислоты общее содержание кислоты:
[
\frac{3 + M_2}{X_2} = \frac{60}{100}
]
Где (M_2) — добавленная масса кислоты.
Теперь надо выразить (X_2) в терминах (M_2):
Уравнение:
[
3 + M_2 = 0.6 \times (30 + M_2)
]
Решим это уравнение:
[
3 + M_2 = 18 + 0.6M_2
]
[
M_2 - 0.6M_2 = 18 - 3
]
[
0.4M_2 = 15
]
[
M_2 = \frac{15}{0.4} = 37.5
]
Теперь подставим (M_2) обратно:
[
X_2 = 30 + 37.5 = 67.5
]
Во сколько раз увеличилась масса раствора?
Изначальная масса раствора = 5 кг.
Конечная масса раствора = 67.5 кг.
Во сколько раз увеличилась масса, находим:
[
\text{Кратность увеличения} = \frac{67.5}{5} = 13.5
]
Ответ: масса раствора увеличилась в 13.5 раз.