Давайте пошагово разберем задачу и найдем ответ.
Дано:
- В первом сосуде — \( m_1 = 24\, \text{кг} \) раствора, концентрация кислоты — \( x_1 \)%.
- Во втором сосуде — \( m_2 = 26\, \text{кг} \) раствора, концентрация кислоты — \( x_2 \)%.
- В смеси при разных условиях:
- Если их соединить — смесь дает раствор с концентрацией 39%.
- Если их соединить в равных массах — смесь содержит 40%.
Нам нужно определить, сколько процентов кислоты содержится в каждом растворе — \( x_1 \) и \( x_2 \).
Шаг 1: Запишем уравнения для ситуации с разными условиями
Когда есть смесь с концентрацией 39%:
Общее количество раствора = \( 24 + 26 = 50\, \text{кг} \).
Общее количество кислоты в смеси — сумма кислоты из каждого раствора:
\[ \frac{x_1}{100} \times 24 + \frac{x_2}{100} \times 26 \]
Общая концентрация после смешивания:
\[ \frac{\text{Общее количество кислоты}}{\Общий вес смеси} = 0.39 \]
То есть:
\[ \frac{\frac{x_1}{100} \times 24 + \frac{x_2}{100} \times 26}{50} = 0.39 \]
Упростим уравнение:
\[ \frac{24 x_1 + 26 x_2}{100 \times 50} = 0.39 \]
\[ 24 x_1 + 26 x_2 = 50 \times 0.39 \times 100 \]
\[ 24 x_1 + 26 x_2 = 50 \times 39 = 1950 \]
Первое уравнение:
\[ 24 x_1 + 26 x_2 = 1950 \tag{1} \]
Когда растворы смешаны в равных массах:
Массы: \( m_1 = 24\, \text{кг} \), \( m_2 = 26\, \text{кг} \). Равные массы предполагает, что массу выбирают как среднее, то есть каждый из растворов добавляют по примеру, однако, из условия — "в равных массах", значит мы смешиваем по 25 кг каждого:
Общий раствор в этом случае:
\[ 25\, \text{кг} + 25\, \text{кг} = 50\, \text{кг} \]
Кислоты:
\[ \frac{x_1}{100} \times 25 + \frac{x_2}{100} \times 25 \]
Общая концентрация:
\[ \frac{ \frac{x_1}{100} \times 25 + \frac{x_2}{100} \times 25 }{50} = 0.40 \]
Упростим:
\[ \frac{25 x_1 + 25 x_2}{100 \times 50} = 0.40 \]
\[ 25 x_1 + 25 x_2 = 50 \times 0.40 \times 100 \]
\[ 25 x_1 + 25 x_2 = 50 \times 40 = 2000 \]
Разделим обе стороны на 25:
\[ x_1 + x_2 = \frac{2000}{25} = 80 \]
Второе уравнение:
\[ x_1 + x_2 = 80 \tag{2} \]
Шаг 2: Решение системы уравнений
Из (2):
\[ x_2 = 80 - x_1 \]
Подставим в уравнение (1):
\[ 24 x_1 + 26 (80 - x_1) = 1950 \]
Раскроем скобки:
\[ 24 x_1 + 26 \times 80 - 26 x_1 = 1950 \]
\[ 24 x_1 - 26 x_1 + 2080 = 1950 \]
\[ -2 x_1 + 2080 = 1950 \]
Вычитаем 2080 из обеих сторон:
\[ -2 x_1 = 1950 - 2080 = -130 \]
Делим на -2:
\[ x_1 = \frac{-130}{-2} = 65 \]
Теперь найдём \( x_2 \):
\[ x_2 = 80 - x_1 = 80 - 65 = 15 \]
Ответ:
- Концентрация кислоты в первом растворе \( x_1 = 65\% \)
- Концентрация кислоты во втором растворе \( x_2 = 15\% \)
Если есть вопросы или нужно подробнее остановиться — скажите!