Шоколад и карамель (теоретический тур)
4/10При производстве конфет в сосуд объёмом \(V = 16{,}0\) л заливают горячий белый шоколад плотностью \(\rho_1 = 1{,}20\) г/см\(^3\). Когда сосуд заполняется на 60%, в него вместо шоколада сразу начинают заливать карамель плотностью \(\rho_2 = 1{,}52\) г/см\(^3\) со скоростью \(\mu = 0{,}60\) л/мин. Автоматика настроена на определение средней плотности содержимого сосуда, и, когда средняя плотность превышает \(\rho_1\) на 10%, подача карамели в сосуд прекращается. Изменением объёма жидкостей при их смешивании можно пренебречь.
Сколько минут происходила подача карамели?
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(t \approx 9{,}6\) мин.
РешениеСредняя плотность: \(\rho = \dfrac{m_1 + m_2}{V_1 + V_2}\), где масса шоколада \(m_1 = \rho_1\cdot 0{,}6V\), объём карамели \(V_2 = \mu t\), масса карамели \(m_2 = \rho_2\mu t\). Условие \(\rho = 1{,}1\rho_1\) даёт \[1{,}1\rho_1 = \frac{0{,}6\rho_1 V + \rho_2\mu t}{0{,}6V + \mu t}.\] Отсюда \[t = \frac{0{,}6V\cdot 0{,}1\rho_1}{\mu(\rho_2 - 1{,}1\rho_1)} = \frac{0{,}6\cdot 16\cdot 0{,}1\cdot 1{,}2} {0{,}6\cdot(1{,}52 - 1{,}32)} = 9{,}6~\text{мин}.\] Проверка: объём карамели \(V_2 = \mu t = 0{,}60\cdot 9{,}6 = 5{,}76\) л, что меньше свободного объёма \(0{,}4V = 6{,}4\) л. Карамель не выливалась, ответ допустим.
Похожие задачи
- Шахтный водосборник ИОШ 2015/16, 9-10 кл.
- Мыло Санкт-Петербургская 2018/19, 7 кл.
- Очень сильный дождь Санкт-Петербургская 2019/20, 8 кл.
- Две бочки и шланг МОШ 2020/21, 7 кл.
- Винни-Пух и ванна Росатом 2023/24, 7 кл.
- Кубик в наполняемом сосуде МОШ 2012/13, 7 кл.