实际测试表明1千克重的干衣物用水洗涤后拧干,湿重为2千克,今用浓度为1%的洗衣粉溶液洗涤0.5千克干衣物,然后用总量为20千克的清水分两次漂洗.假设在洗涤和漂洗的过程中,残留在衣

问题描述:

实际测试表明1千克重的干衣物用水洗涤后拧干,湿重为2千克,今用浓度为1%的洗衣粉溶液洗涤0.5千克干衣物,然后用总量为20千克的清水分两次漂洗.假设在洗涤和漂洗的过程中,残留在衣物中的溶液浓度和它所在的溶液中的浓度相等,且每次洗、漂后都需拧干再进入下一道操作.问怎样分配这20千克清水的用量,可以使残留在衣物上的洗衣粉溶液浓度最小,残留在衣物上的洗衣粉有多少毫克?(保留3个有效数字)
(溶液浓度=

溶质的质量
溶液的质量
×100%,1千克=106毫克)

设第一次放水量为x千克,
则第一次残留浓度=

0.5•1%
x+0.5

第二次残留浓度=第一次残留浓度×
0.5
20−x+0.5
=
0.5•1%
x+0.5
×
0.5
20−x+0.5
=
0.0025
(x+0.5)(20−x+0.5)
(这个式子一定要看懂),
求第二次残留浓度最小,则
0.0025
(x+0.5)(20−x+0.5)
有最小值,
当(x+0.5)(20-x+0.5)有最大值时,第二次残留浓度最小,
∵(x+0.5)(20-x+0.5)=-x2+20x+10.25,
∴当x=10时,(x+0.5)(20-x+0.5)最大,
残留洗衣粉=
0.0025
(10+0.5)(20−10+0.5)
×0.5×106≈11.3mg.