Для решения данной задачи обозначим концентрацию кислоты в первом сосуде как (x), а концентрацию кислоты во втором сосуде как (y). Обе концентрации будем рассматривать в долях от 1 (например, 0.3 для 30%).
Уравнение для смешивания всего содержимого двух сосудов:
Количество кислоты в первом сосуде будет (60x), а во втором сосуде (20y). При смешивании получаем:
[
60x + 20y = 30\% \times (60 + 20) = 30\% \times 80 = 24 \text{ кг кислоты}
]
Это приводит к уравнению:
[
60x + 20y = 24
]
Простым делением на 20 получаем:
[
3x + y = 1.2 \quad \text{(уравнение 1)}
]
Уравнение для смешивания равных масс растворов:
Пусть с каждого сосуда берется по (t) кг раствора. Тогда количество кислоты будет (tx) из первого и (ty) из второго, и суммарная масса раствора составит (2t). Согласно условию задачи, концентрация кислоты в этом случае составляет 45%, тогда:
[
tx + ty = 45\% \times 2t = 0.9t
]
Отсюда следует:
[
x + y = 0.9 \quad \text{(уравнение 2)}
]
Теперь у нас есть система из двух уравнений:
- (3x + y = 1.2)
- (x + y = 0.9)
Вычтем второе уравнение из первого:
[
3x + y - (x + y) = 1.2 - 0.9
]
[
2x = 0.3
]
[
x = 0.15
]
Теперь подставим значение (x) во второе уравнение:
[
0.15 + y = 0.9
]
[
y = 0.75
]
Таким образом, концентрация кислоты в первом сосуде составляет 15% (или (x = 0.15)). Чтобы найти количество кислоты в первом сосуде, умножим его массу на концентрацию:
[
60 \text{ кг} \times 0.15 = 9 \text{ кг}
]
Ответ: В первом сосуде содержится 9 кг кислоты.