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!