Задачи › Средняя плотность, сплавы и смеси

Припой

  1. Припой

    Курчатов 2024/25, 7 кл.
    4/10

    Юный экспериментатор Александр получает припой из сплава олова и свинца. Плотности олова и свинца равны \(\rho_1 = 7{,}3\) г/см\(^3\) и \(\rho_2 = 11{,}3\) г/см\(^3\). Смешав в некоторой пропорции компоненты припоя, Александр получил припой с плотностью \(\rho = 8{,}4\) г/см\(^3\). Сверившись со своими расчетами для средней плотности смеси, Александр заметил, что получившееся в эксперименте значение на \(5\%\) выше расчетного. Осознав, что объем сплава может быть не равен сумме объемов сплавляемых компонент, Александр с легкостью вычислил массовые доли олова и свинца в своем сплаве. Сделайте это и вы.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Сначала найдите расчётную плотность смеси по формуле для простой смеси, учитывая, что экспериментальная плотность на \(5\%\) выше расчётной. Затем переходите от объёмных долей к массовым.

    Ответ

    олова — \(75\%\), свинца — \(25\%\).

    Решение

    Пусть \(x\) — расчётная объёмная доля олова. Для простой смеси \[\frac{\rho_1 V_1 + \rho_2 V_2}{V} = \rho_{\text{ср}} , \qquad V = V_1 + V_2 ,\] то есть \(7{,}3\,x + 11{,}3\,(1 - x) = \rho_{\text{ср}}\). Расчётная плотность \(\rho_{\text{ср}} = \dfrac{8{,}4}{1{,}05} = 8\) г/см\(^3\). Тогда \[7{,}3\,x + 11{,}3\,(1 - x) = 8 \;\Rightarrow\; x = \frac{3{,}3}{4} = 0{,}825 .\] Массовая доля олова связана с объёмной соотношением \[\frac{m_1}{m} = \frac{V_1}{V}\cdot\frac{\rho_1}{\rho_{\text{ср}}} = 0{,}825\cdot\frac{7{,}3}{8} \approx 0{,}75 .\] Аналогично для свинца: \[\frac{m_2}{m} = (1 - 0{,}825)\cdot\frac{11{,}3}{8} \approx 0{,}25 .\] Итак, массовая доля олова примерно \(75\%\), свинца около \(25\%\). Плотность \(8{,}4\) г/см\(^3\) выше расчётной \(8{,}0\) г/см\(^3\), что указывает на изменение объёмов при сплавлении.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи