Задачи › Средняя плотность, сплавы и смеси

Вода и этанол при смешивании

  1. Вода и этанол при смешивании

    Курчатов 2021/22, 8 кл.
    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
    Подсказка

    Запишите 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

    \(V_1 = 532\text{ см}^3\);  \(V_2 = 532\text{ см}^3\).

    Решение

    Выразим 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: \(V_2 = 532\text{ см}^3\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи