食塩水の濃度計算を天秤算で解く方法

数学

食塩水の問題は、計算方法がいくつかありますが、天秤算を使う方法も非常に効果的です。天秤算は、質量や濃度の関係を視覚的に捉えるための方法で、特に物質の交換や濃度を求める問題で役立ちます。今回は、具体的な問題を天秤算で解く方法を解説します。

1. 問題の整理

問題は、12%の食塩水600gから一部を取り除き、同じ重さの水を加えることで濃度が8%に変わったという内容です。この問題では、「どのように天秤を使って解くのか」がポイントです。

具体的な問題は以下のようにまとめられます。

  • 初めに12%の食塩水600gがある
  • その後、食塩水を取り除き、同じ重さの水を加えた結果、濃度が8%になった
  • 加えた水の重さを求める

2. 天秤算の使い方

天秤算では、物質の移動や交換を天秤に見立てて考えます。この問題では、最初の食塩水から食塩が取り除かれ、同じ重さの水が加わるため、天秤を使ってそれぞれの濃度を均等に保つようにします。

まず、食塩水の質量(600g)を天秤の両側に配置します。片側には12%の食塩水、もう片側には水を加えた後の食塩水を配置します。この天秤が均衡を保つ状態を作ることが目的です。

3. 具体的な計算の流れ

天秤算で計算するには、次のステップで解きます。

  1. 元の12%の食塩水から食塩がどれだけ含まれているか計算します。これは、600gの12%、つまり72gの食塩です。
  2. 次に、食塩水を取り除き、どれだけの食塩が残っているかを考えます。加えた水によって、濃度が8%になるように設定します。
  3. 8%の濃度になるためには、食塩の量と全体の重さとの関係を考慮して、加える水の量を求めます。

計算を進めると、加える水の重さが200gであることが分かります。

4. 解説とポイント

天秤算のポイントは、物質が移動したり交換されたりする状況を視覚的に捉え、両方の天秤が均衡を保つように設計することです。この問題では、食塩水を取り除くという行為と、水を加える行為を天秤で示すことで、問題の解決に繋げました。

天秤算は直感的に問題を解くための有効な方法であり、特に物質が変化する問題で強力なツールとなります。練習を重ねることで、より複雑な問題にも対応できるようになります。

まとめ

食塩水の問題を天秤算で解く方法を学ぶことで、物質の移動や濃度の変化を視覚的に捉えることができ、計算がスムーズになります。今回の問題では、加える水の重さが200gであることが分かりました。天秤算を理解することで、さまざまな物理や化学の問題にも応用が可能です。

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