この計算ツールでできること
2つの食塩水を混ぜると、それぞれに含まれる食塩が合わさり、重さも合計されます。この計算機では、各食塩水に含まれる食塩の量、合計の食塩量、混ぜたあとの全体の重さ、そしてできあがる食塩水の濃度を求めます。中学受験や算数でおなじみの「濃度算」ですが、ここで使う計算は普遍的なもので、濃度を「溶質の重さ÷全体の重さ」で定義できるあらゆる溶液どうしの混合に応用できます。
使い方
まず食塩水Aの重さ(g)と濃度(%)を入力し、続いて食塩水Bについても同じように入力します。計算機が、それぞれの食塩水に含まれる食塩の量、合計の食塩量、合計の重さ、そして最終的な濃度を表示します。重さの単位はすべてグラム(g)、濃度はすべて質量パーセント(%)で、単位を切り替える項目はありません。
計算式の解説
食塩水に含まれる食塩の量は、重さに「濃度(%)÷100」をかけて求めます。つまり、食塩=重さ×(%÷100)です。2つの食塩水の食塩量を足し合わせ、合計の重さで割り、最後に100をかければパーセント表示の濃度に戻ります。これは2つの濃度の「重さで重みづけした平均(加重平均)」にあたるため、結果は必ず低いほうの濃度と高いほうの濃度の間の値になります。
$$C_{C} = \frac{\text{Mass A} \cdot \frac{\text{Conc. A}}{100} + \text{Mass B} \cdot \frac{\text{Conc. B}}{100}}{\text{Mass A} + \text{Mass B}} \times 100$$
計算例
12%の食塩水300gと、20%の食塩水200gを混ぜてみましょう。Aの食塩=\(300 \times 0.12 = 36\,\text{g}\)、Bの食塩=\(200 \times 0.20 = 40\,\text{g}\)。食塩の合計は76g、重さの合計は500gです。濃度$$C = \frac{76}{500} \times 100 = \mathbf{15.2\%}$$できあがるのは、食塩を76g含む15.2%の食塩水500gとなります。
よくある質問
なぜ結果は必ず2つの濃度の間になるのですか? 加重平均だからです。混ぜるという操作では、元になる材料の濃度の範囲を超える濃度になることは決してありません。
お酒など他の液体にも使えますか? 計算自体は、質量分率で表す濃度ならどんなものにも当てはまります。ただしアルコール度数(体積パーセント)の場合は、密度の違い(エタノールは約0.8g/mL)を考慮する必要があり、この重さベースのシンプルなモデルではそこまでは扱えません。
両方の重さが0のときはどうなりますか? 濃度は定義できなくなるため、ゼロ除算を避けて0を返すようになっています。