В конспекте задания 21 мы разобрали четыре сюжета текстовых задач. Здесь углубимся в один из них — самый «химический». В нём нет ни скорости, ни времени: тебе дают растворы, сплавы, сушёные фрукты и спрашивают про массу вещества или его долю. Общая схема задания 21 (обозначить неизвестное, составить уравнение, отобрать корень) остаётся, но опорная идея здесь своя.
Главное отличие этого подвида: решение всегда строится на величине, которая сохраняется. При сушке испаряется только вода — масса сухого вещества остаётся прежней. При сплавлении металлов масса каждого металла не меняется. При смешивании растворов складываются и общая масса, и масса чистого вещества. Найди то, что не меняется, — на нём и вырастет уравнение.
Доля вещества и таблица «масса — концентрация»
Чтобы не запутаться, заведи табличку: строки — порции (первый раствор, второй, смесь), столбцы — три связанные величины. Заполнив две, третью получаешь умножением.
Порция
Масса
Доля вещества
Масса вещества
Первая
m1
p1
m1p1
Вторая
m2
p2
m2p2
Смесь
m1+m2
p
m1p1+m2p2
Что происходит при смешивании
Алгоритм
Разбор задач
Пример 1. Сушка: сколько свежих нужно
Свежие фрукты содержат 78 % воды, а высушенные — 17 %. Сколько требуется свежих фруктов для приготовления 44 кг высушенных фруктов?
Находим сохраняющуюся величину
При сушке испаряется только вода, а масса сухого вещества не меняется. Через неё и свяжем свежие фрукты с высушенными.
Сухое вещество в высушенных фруктах
В высушенных фруктах воды 17%, значит сухого вещества 100%−17%=83%. В 44 кг высушенных фруктов его:
44⋅0,83=36,52кг.
Переходим к свежим фруктам
В свежих фруктах воды 78%, то есть сухого вещества 100%−78%=22%. Пусть свежих фруктов нужно x кг. Сухое вещество то же самое:
0,22x=36,52⇒x=0,2236,52=166.
Ответ: 166.
Пример 2. Два раствора кислоты
Имеются два сосуда, содержащие 4 кг и 16 кг раствора кислоты различной концентрации. Если их слить вместе, то получится раствор, содержащий 57% кислоты. Если же слить равные массы этих растворов, то полученный раствор будет содержать 60% кислоты. Сколько килограммов кислоты содержится в первом растворе?
Обозначаем концентрации
Пусть в первом растворе доля кислоты x, во втором — y.
Первое условие — сливаем всё
Масса смеси 4+16=20 кг, кислоты в ней 4x+16y, а её доля 57%:
4x+16y=0,57⋅20=11,4⇒x+4y=2,85.
Второе условие — равные массы
При сливании равных масс концентрация равна среднему арифметическому:
2x+y=0,60⇒x+y=1,2.
Решаем систему
Вычтем из первого уравнения второе:
3y=1,65⇒y=0,55,x=1,2−0,55=0,65.
Возвращаемся к вопросу
Спрашивают массу кислоты в первом растворе (масса 4 кг, концентрация 0,65):
4⋅0,65=2,6кг.
Ответ: 2,6.
Пример 3. Спрашивают про второй сосуд
Имеются два сосуда, содержащие 40 кг и 30 кг раствора кислоты различной концентрации. Если их слить вместе, то получим раствор, содержащий 73% кислоты. Если же слить равные массы этих растворов, то полученный раствор будет содержать 72% кислоты. Сколько килограммов кислоты содержится во втором растворе?
Та же схема, вопрос про другой сосуд
Пусть доля кислоты в первом растворе x, во втором — y.
Два уравнения
Сливаем всё (40+30=70 кг), доля 73%:
40x+30y=0,73⋅70=51,1.
Равные массы дают среднее арифметическое, доля 72%:
x+y=1,44.
Решаем
Из второго y=1,44−x, подставим в первое:
40x+30(1,44−x)=51,1,10x+43,2=51,1,x=0,79.
Тогда y=1,44−0,79=0,65.
Масса кислоты во втором растворе
Второй сосуд — 30 кг, концентрация 0,65:
30⋅0,65=19,5кг.
Ответ: 19,5.
Типовые ловушки
Отработка
Разобрал теорию — закрепи на реальных задачах банка.