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输入计算

数学公式

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结果

需加入的盐(B)
25
克纯盐
A 中的含盐量 20 g
加入的盐(B) 25 g
溶液 C(最终)质量 225 g
C 中的含盐量 45 g

这个计算器能做什么

这是一道经典的“浓度问题”(在日本小学数学里称为“浓度算”,nodozan):你手里有一杯盐水,想往里加入更多纯盐,让它变得更浓。只要输入原有盐水的质量和它的质量百分浓度,再填上你想达到的目标浓度,本工具就会精确算出需要加入多少克纯盐,并同时给出最终溶液的总质量和含盐量。这里用到的是质量百分浓度(溶质质量占溶液质量的比例),这套化学原理放之四海皆准,所以无论你在哪个国家,计算结果都同样成立——这道题只是从日本数学教材里翻译过来的,原理本身并无国界。

示意图:稀盐溶液烧杯加入纯盐后得到更浓的溶液
向溶液中加入纯盐会提高其质量百分比浓度。

使用方法

先输入盐水 A 的质量(克),再填入它当前的浓度(百分比),最后填入你希望最终溶液 C 达到的目标浓度。请注意:目标浓度必须高于起始浓度(因为加盐只能让浓度升高),并且要低于 100%。点击“计算”,即可看到需要加入的纯盐克数。

公式详解

盐水 A 中原本含有的盐为 \(S_A = A \times p_A/100\)。加盐后的混合液必须满足 \((S_A + B) / (A + B) = p_C/100\)。对所加食盐 \(B\) 求解,可得

$$B = S_A \times \frac{p_C/p_A - 1}{1 - p_C/100}$$

最终质量为 \(A + B\),最终含盐量为 \(S_A + B\)。

原溶液、加入的盐和最终溶液的质量守恒条形图
质量守恒:原溶液加上加入的盐等于最终溶液。

实例演算

假设起始为 200 g 浓度 10% 的盐水,目标浓度为 20%。A 中的盐 \(= 200 \times 0.10 = 20\text{ g}\)。需加入的盐

$$B = 20 \times \frac{20/10 - 1}{1 - 0.20} = 20 \times \frac{1}{0.8} = 25\text{ g}$$

最终质量 \(= 200 + 25 = 225\text{ g}\);最终含盐量 \(= 20 + 25 = 45\text{ g}\)。验算:\(45 / 225 = 0.20 = 20\%\),结果正确。

常见问题

为什么目标浓度必须高于当前浓度? 加入纯盐只能让浓度升高;如果想降低浓度,就要改为加水,而本工具并不处理加水的情况。

为什么无法达到 100%? 在有限的溶液中,无论加多少盐都只能无限接近 100%,却永远到不了——公式中要除以 \((1 - p_C/100)\),当浓度为 100% 时这一项为零,结果会趋于无穷大。

如果起始浓度是 0% 怎么办? 纯水中不含盐,因此比值 \(p_C/p_A\) 没有意义;本工具会对这种情况进行拦截,避免出错。

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