Для решения этой задачи нужно учитывать, что масса сахара в растворе остается неизменной, а концентрация (процентное содержание сахара) изменяется за счет добавления воды, которая не содержит сахара.
Дано:
- Масса исходного сиропа: 300 г.
- Концентрация исходного сиропа: 30% сахара.
- Концентрация конечного сиропа: 18% сахара.
- Требуется найти, сколько воды нужно добавить.
Решение:
Определим массу сахара в исходном сиропе:
В 30%-м растворе сахара 30% массы составляет сахар, то есть:
[
m_{\text{сахара}} = 300 \times 0.3 = 90 \, \text{г}.
]
Масса сахара не меняется при добавлении воды.
В конечном сиропе масса сахара остается той же — 90 г, но концентрация изменяется до 18%. Концентрация раствора определяется формулой:
[
C = \frac{m{\text{сахара}}}{m{\text{сиропа}}} \times 100,
]
где ( m_{\text{сиропа}} ) — общая масса раствора (сиропа).
Обозначим массу добавленной воды как ( x ) (г).
После добавления воды масса нового раствора станет:
[
m_{\text{сиропа}} = 300 + x.
]
Тогда новая концентрация сахара составляет:
[
18 = \frac{90}{300 + x} \times 100.
]
Решаем уравнение:
Упрощаем уравнение:
[
\frac{90}{300 + x} \times 100 = 18.
]
Делим обе стороны на 100:
[
\frac{90}{300 + x} = 0.18.
]
Умножаем обе стороны на ( 300 + x ):
[
90 = 0.18 \times (300 + x).
]
Раскрываем скобки:
[
90 = 54 + 0.18x.
]
Вычисляем ( x ):
[
90 - 54 = 0.18x,
]
[
36 = 0.18x,
]
[
x = \frac{36}{0.18} = 200.
]
Ответ:
Чтобы получить 18%-й сироп из 300 г 30%-го сиропа, нужно добавить 200 г воды.
Проверка:
После добавления 200 г воды масса раствора станет:
[
m_{\text{сиропа}} = 300 + 200 = 500 \, \text{г}.
]
Содержание сахара в новом растворе:
[
C = \frac{90}{500} \times 100 = 18\%.
]
Решение верное.