食塩水の混合問題:0.5%の食塩水を作るために加えるべき量の計算方法

数学

食塩水の混合問題は、異なる濃度の食塩水を混ぜ合わせて新しい濃度の食塩水を作る問題です。今回の問題では、0.2%の食塩水に、異なる濃度(0.3%と0.6%)の食塩水を加えて、最終的に0.5%の食塩水を作ります。その後、食塩水Aの水を蒸発させて残った食塩の量から、加えた0.6%の食塩水の量を求める問題です。

問題設定の整理

問題は次の通りです:
最初に0.2%の食塩水100gがあり、これに0.3%の食塩水と0.6%の食塩水をそれぞれ何gか加えて0.5%の食塩水Aを作ります。さらに、その食塩水Aの水分を蒸発させて5gの食塩が残ったとき、加えた0.6%の食塩水の量を求める問題です。

この問題を解くには、まず食塩水Aの食塩の量を計算し、そこから加えた食塩水の量を導きます。

食塩水Aの食塩の量の計算

食塩水Aの最終的な食塩量は、食塩水Aを作った後、蒸発させて残った食塩の量(5g)から求めます。食塩水Aの食塩の量は0.5%であり、蒸発後の食塩量が5gです。

したがって、食塩水Aの食塩量は次の式で表されます:
食塩量 = 食塩水Aの総量 × 0.5% = 5g
ここから、食塩水Aの総量を求めることができます。
食塩水Aの総量 = 5g ÷ 0.005 = 1000g

加えた食塩水の量の計算

次に、加えた食塩水の量を計算します。食塩水Aは0.2%の食塩水100gに、0.3%と0.6%の食塩水を加えたものであり、最終的な総量は1000gです。したがって、加えた食塩水の総量は次のように計算されます。

加えた食塩水の量 = 食塩水Aの総量 – もともとの0.2%の食塩水の量 = 1000g – 100g = 900g

食塩の総量の計算

次に、加えた食塩水のうち、0.3%と0.6%の食塩水それぞれに含まれる食塩の量を計算します。

0.3%の食塩水をxg、0.6%の食塩水をygとします。食塩水Aに含まれる食塩の総量は、次のように求められます。

食塩の総量 = (0.2%の食塩水100gに含まれる食塩) + (0.3%の食塩水xgに含まれる食塩) + (0.6%の食塩水ygに含まれる食塩) = 5g

式にすると:
0.2g + 0.003x + 0.006y = 5

また、x + y = 900g です。この2つの式を使って、xとyを求めることができます。

0.6%の食塩水の量の解決

最後に、0.6%の食塩水を何g加えたかを求めます。xとyの値を求めるために連立方程式を解きます。

式を解くと、y(0.6%の食塩水)は700gであることが分かります。

まとめ

この問題では、食塩水Aを作るために加えるべき0.6%の食塩水の量を計算しました。最終的に、加えるべき0.6%の食塩水の量は700gであることが分かりました。こうした問題は、食塩水の濃度や量を適切に計算するための基本的な演習となります。

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