Дюралюминий — сплав, необходимый для строительства самолетов. Основа сплава — алюминий, легирующие компоненты (в процентах по массе): ~ 5% меди, ~ 2% магния и ~ 0,5% марганца. Несмотря на огромные трудности в 1941 г., связанные с началом Великой Отечественной войны, благодаря самоотверженному труду советских металлургов объём выпуска цельнометаллических самолётов сократился совсем незначительно, а с 1942 г. их производство росло ускоренными темпами. Представьте, что на склад доставлены металлические слитки алюминия, меди, магния и марганца. Каждого металла по одной тонне. Выплавка дюралюминия проводится в точном соответствии с прописью. Какого металла на складе останется больше, чем остальных?
Давайте пошагово разберём задачу и найдем ответ.
**Дано:**
- Есть слитки по 1 тонне каждого металла:
- Алюминий: 1 т
- Медь: 1 т
- Магний: 1 т
- Марганец: 1 т
- Сплав — дюралюминий, основа — алюминий, и легирующие компоненты:
- Медь: примерно 5%
- Магний: примерно 2%
- Марганец: примерно 0,5%
**Задача:**
- Выплавить дюралюминий точно в соответствии с пропорциями.
- Определить, какого металла останется больше после выплавки.
---
### Шаг 1: Определение пропорций по массе
Пусть масса будущего сплава — \( M \).
Массовая доля легирующих элементов:
- Медь: 5%
→ 0,05 \( M \)
- Магний: 2%
→ 0,02 \( M \)
- Марганец: 0,5%
→ 0,005 \( M \)
- Алюминий — оставшаяся часть:
\( 1 - (0,05 + 0,02 + 0,005) = 1 - 0,075 = 0,925 \)
Значит, пропорции по массе:
- Алюминий: 92,5%
- Медь: 5%
- Магний: 2%
- Марганец: 0,5%
---
### Шаг 2: Расчёт возможного веса сплава при использовании исходных материалов
Поскольку у нас есть по 1 тонне каждого металла, то максимум, что мы можем сделать — это использовать всё доступное количество каждого металла в пропорциях.
Нам нужно определить, какая часть каждого металла будет использована, чтобы получить максимально возможный сплав.
**Обозначим:**
- \( x \) — масса сплава, который можно приготовить, используя все доступные металлы.
Тогда:
- Алюминий: \( 0,925x \)
- Медь: \( 0,05x \)
- Магний: \( 0,02x \)
- Марганец: \( 0,005x \)
Поскольку у нас есть только по 1 тонне каждого металла, ограничивающим фактором является самый маленький из этих объёмов.
Рассчитаем для каждого металла, какое количество сплава можно получить, не превышая доступное количество:
- Для алюминия: \( 0,925x \leq 1 \) → \( x \leq \frac{1}{0,925} \approx 1,081 \) т
- Для меди: \( 0,05x \leq 1 \) → \( x \leq 20 \) т
- Для магния: \( 0,02x \leq 1 \) → \( x \leq 50 \) т
- Для марганца: \( 0,005x \leq 1 \) → \( x \leq 200 \) т
Самое ограничивающее условие — по алюминию: \( x \leq 1,081 \) т.
Чтобы не превышать количество алюминия, максимально можем получить около **1,081 тонны** сплава.
---
### Шаг 3: Распределение металлов при этой массе
Теперь определим, сколько каждого металла у нас уйдёт:
- Алюминий: \( 0,925 \times 1,081 \approx 1,0 \) т (точно — 1 т)
- Медь: \( 0,05 \times 1,081 \approx 0,054 \) т
- Магний: \( 0,02 \times 1,081 \approx 0,022 \) т
- Марганец: \( 0,005 \times 1,081 \approx 0,0054 \) т
---
### **Шаг 4: Какие металлы останутся?**
Исходя изначально:
- Алюминий: 1 т — полностью использован
- Медь: осталось \( 1 - 0,054 \approx 0,946 \) т
- Магний: осталось \( 1 - 0,022 \approx 0,978 \) т
- Марганец: осталось \( 1 - 0,0054 \approx 0,9946 \) т
**Ответ:**
Металлы, которые изначально были на складе, после производства почти весь алюминий уйдёт в сплав, а оставшиеся металлы — магнитический остаток.
Но вопрос — **"какого металла на складе останется больше, чем остальных"** — то есть, после производства, какой металл останется в наибольшем количестве?
Учитывая, что алюминий полностью использован, он **не останется** — его все используют для производства.
Но остальные металлы остались с запасом, и из них самый большой остаток — **марганец** (~0,995 тонн).
---
### **ИТОГОВЫЙ ответ:**
После изготовления сплава остаток на складе будет:
- Медь: примерно 0,946 тонн
- Магний: примерно 0,978 тонн
- Марганец: примерно 0,995 тонн
**Самый большой запас — у марганца.**
---
## **Ответ:**
На складе больше всего останется марганца.