Вода и этанол при смешивании
3/10\(V_1\) литров воды и \(V_2\) литров этанола смешивают друг с другом так, что объем их раствора равен \(V = 1\text{ дм}^3\) и что массовая доля этанола в растворе равна \(p = 0{,}441\). Из-за протекания химических реакций при смешивании этих жидкостей происходит сжатие \(\gamma = 6\%\), то есть объем полученного раствора на \(6\%\) меньше, чем суммарный объем воды и этанола \(V_1 + V_2\). Найдите объемы \(V_1\) и \(V_2\). Плотность воды \(\rho_1 = 1000\text{ кг/м}^3\), этанола \(\rho_2 = 790\text{ кг/м}^3\).
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаЗапишите массовую долю через массы воды и этанола, а сжатие — как связь суммы объемов с объемом раствора. Объем каждой жидкости выражается через массу и плотность.
Ответ\(V_1 = 532\text{ см}^3\); \(V_2 = 532\text{ см}^3\).
РешениеВыразим массовую долю этанола через массу воды \(m_1\) и массу этанола \(m_2\): \[\frac{m_2}{m_1 + m_2} = 0{,}441 \quad\Rightarrow\quad m_2 = 0{,}789\,m_1.\] Запишем условие сжатия: \[(V_1 + V_2)\cdot\frac{100 - \gamma}{100} = V \quad\Rightarrow\quad \frac{m_1}{\rho_1} + \frac{m_2}{\rho_2} = 1{,}064\,V.\] Подставляя отношение масс жидкостей из первого уравнения во второе, выразим массу и объем воды: \[m_1 = \frac{1{,}064\,V\rho_1\rho_2}{0{,}789\,\rho_1 + \rho_2} \quad\Rightarrow\quad V_1 = \frac{1{,}064\,V\rho_2}{0{,}789\,\rho_1 + \rho_2} = 532\text{ см}^3.\] Аналогично находим результат для объема этанола: \(V_2 = 532\text{ см}^3\).
Похожие задачи
- Овёс и рожь Золушки МОШ 2010/11, 7 кл.
- Температура, объём и плотность жидкости Интернет-олимпиада 2013/14, 8 кл.
- Насыпная плотность песка ИОШ 2015/16, 9-10 кл.
- Насыпная плотность песка ИОШ 2015/16, 11 кл.
- Размер полости в медном кубе «Бельчонок» 2015/16, 7 кл.
- Сплавы платины, золота и серебра ИОШ 2016/17, 9-10 кл.