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Trouver 2 masses inconnues

Posté par
Farteloupi
16-07-19 à 18:38

Bonjour,
J'essaye de résoudre un problème depuis quelques heures, en vain.

Je cherche à trouver deux inconnues (deux masses, X et Y), en fonction d'un rapport de deux constantes (toujours égales à 1), d'un volume total et de 2 masses volumiques. Par exemple, mon volume total est de 500 mL, mes masses volumiques sont de a = 1.05 g/mL et b = 1.23 g/mL et mes constantes c = 0.6 et d = 0.4.
Ce qui me donne :
VolumeT = VolumeX*c + VolumeY*d

MasseX = VolumeX*a et MasseY = VolumeY*b

Donc MasseX = 60% de la masse totale et MasseY = 40% de la masse totale.

Je n'arrive pas à trouver de relation pour extraire ces deux masses en fonction du volume totale et des coefficients. Mon problème n'est peut-être pas très bien expliqué, je m'en excuse d'avance ^^'
Si vous avez une solution, ou même un début de piste où je pourrai chercher, je suis dépassé par ce problème. Merci !

Posté par
Farteloupi
re : Trouver 2 masses inconnues 16-07-19 à 18:38

Farteloupi @ 16-07-2019 à 18:38

Bonjour,
J'essaye de résoudre un problème depuis quelques heures, en vain.

Je cherche à trouver deux inconnues (deux masses, X et Y), en fonction d'un rapport de deux constantes (toujours égales à 1), d'un volume total et de 2 masses volumiques. Par exemple, mon volume total est de 500 mL, mes masses volumiques sont de a = 1.05 g/mL et b = 1.23 g/mL et mes constantes c = 0.6 et d = 0.4.
Ce qui me donne :
VolumeT = VolumeX*c + VolumeY*d

MasseX = VolumeX*a et MasseY*b

Donc MasseX = 60% de la masse totale et MasseY = 40% de la masse totale.

Je n'arrive pas à trouver de relation pour extraire ces deux masses en fonction du volume totale et des coefficients. Mon problème n'est peut-être pas très bien expliqué, je m'en excuse d'avance ^^'
Si vous avez une solution, ou même un début de piste où je pourrai chercher, je suis dépassé par ce problème. Merci !

Posté par
Farteloupi
re : Trouver 2 masses inconnues 16-07-19 à 18:39

Farteloupi @ 16-07-2019 à 18:38

Farteloupi @ 16-07-2019 à 18:38

Bonjour,
J'essaye de résoudre un problème depuis quelques heures, en vain.

Je cherche à trouver deux inconnues (deux masses, X et Y), en fonction d'un rapport de deux constantes (toujours égales à 1), d'un volume total et de 2 masses volumiques. Par exemple, mon volume total est de 500 mL, mes masses volumiques sont de a = 1.05 g/mL et b = 1.23 g/mL et mes constantes c = 0.6 et d = 0.4.
Ce qui me donne :
VolumeT = VolumeX*c + VolumeY*d

MasseX = VolumeX*a et MasseY = Volume*b

Donc MasseX = 60% de la masse totale et MasseY = 40% de la masse totale.

Je n'arrive pas à trouver de relation pour extraire ces deux masses en fonction du volume totale et des coefficients. Mon problème n'est peut-être pas très bien expliqué, je m'en excuse d'avance ^^'
Si vous avez une solution, ou même un début de piste où je pourrai chercher, je suis dépassé par ce problème. Merci !

Posté par
odbugt1
re : Trouver 2 masses inconnues 16-07-19 à 21:15

Bonjour,

Tu écris que les deux constantes sont "toujours égales à 1 " et deux lignes plus loin que l'une est (par exemple) égale à 0,6 et l'autre à 0,4
Bizarre non ?

Je crois comprendre que ces constantes seraient des pourcentages.
Dans ce cas :
S'agit il de pourcentage en volume comme le laisse penser ta ligne de calcul :
VolumeT = VolumeX*c + VolumeY*d   ?
Ou bien de pourcentage en masse comme le laisse penser ton autre ligne de calcul :
MasseX = 60% de la masse totale et MasseY = 40% de la masse totale.  ?

Posté par
Farteloupi
re : Trouver 2 masses inconnues 16-07-19 à 22:33

Bonjour, merci pour ta réponse. En effet je me suis mal exprimé, la somme de ces deux constantes est toujours égale à 1. Oui, ce sont des pourcentages. Désolé pour la confusion, le pourcentage s'effectue sur les masses.

Le liquide final est composé de deux liquides. C'est en calculant la masse (suivant le pourcentage) que le liquide doit être complété. La très grosse difficulté que je rencontre c'est de trouver la proportionnalité (je pense que c'est ça) entre le taux en % des liquides à mettre avec les masses volumiques.

Ce n'est pas un exercice, mais un problème que je rencontre en ayant ces données. Peut-être qu'il manque une donnée pour pouvoir arriver à résoudre ce problème ^^

En 100% ou 50%/50%, j'arrive à trouver sans problème, (il n'y a qu'une inconnue), mais pour le reste je sèche ^^

Posté par
Farteloupi
re : Trouver 2 masses inconnues 16-07-19 à 22:58

Pour c = 1 et d = 0, je sais que :
VolumeT = VolumeX, donc VolumeX = 500 mL
MasseT = VolumeX * a
MasseT = 500 * 1,05 = 525 mL

Pour c = 0 et d = 1, je sais que :
VolumeT = VolumeY, donc VolumeY = 500 mL
MasseT = VolumeY * b
MasseT = 500 * 1,23 = 615 mL

Pour c = 0,5 et d = 0,5
MasseX = MasseY donc MasseT = MasseX*2
Donc :
VolumeT = MasseX/a + MasseX/b
500 = MasseX/1,05 + MasseX/1,23
500 * 1,05 * 1,23 = 1,05 * MasseX + 1,23 * MasseX
500 * 1,05 * 1,23 = MasseX(1,05 + 1,23)
MasseX = (500 * 1,05 * 1,23)/(1,05 + 1,23) ~= 283 mL
MasseT = 283*2 ~= 566 mL

Ce sont les seuls calculs que j'arrive à faire. Je pense qu'il me faut une fonction, mais je n'arrive pas à la trouver.
PS :Les constantes ne vont que de 0,1 en 0,1.

Posté par
Farteloupi
re : Trouver 2 masses inconnues 16-07-19 à 22:59

*Je me suis trompé dans les unités des masses, c'est bien des grammes et non des mL x)

Posté par
odbugt1
re : Trouver 2 masses inconnues 17-07-19 à 00:51

Soient m(X) , m(Y) , V(X) , V(Y) les masses et volumes de X et Y
Soient ρ(X) , ρ(Y) les masses volumiques de X et de Y  : ρ(X) = 1,05g/mL   , ρ(Y) = 1,23g/mL
Soit M(T) , V(T) la masse et le volume du mélange  :  V(T) = 500mL

Le pourcentage massique en X et Y est de 60% de X contre 40% de Y soit :
m(X) = 0,6 * M(T)
m(Y) = 0,4 * M(T)
De ces deux relations on tire m(X) / 0,6 = m(Y) / 0,4 ( égalité 1 )

Relations entre masses et volumes :
m(X) =  ρ(X) * V(X)     et     m(Y) =  ρ(Y) * V(Y)

On introduit m(X) et m(Y) dans l'égalité 1 :
ρ(X) * V(X) / 0,6 = ρ(Y) * V(Y) / 0,4  (égalité 2 )
Et on remplace V(Y) par V(T) - V(X) dans l'égalité 2

On obtient ainsi une équation ne contenant pour inconnue que V(X)
Les autres termes : ρ(X),  ρ(Y),  V(T) sont connus
On résout cette équation et on trouve ainsi V(X), puis V(Y) puisque V(Y) = V(T) - V(X)

Enfin connaissant les valeurs de V(X) et V(Y) on en déduit m(X) et m(Y) grâce aux relations (déjà vues) entre masses et volumes.

J'ai trouvé :
m(X) = 334,6g     m(Y) = 223,1g
A vérifier, mais cela devrait être exact car alors M(T) = 334,6 + 223,1 = 557,7g
m(X)/M(T) = 334,6 / 557,7 = 0,6
m(Y)/M(T) = 223,1 / 557,7 = 0,4

Posté par
odbugt1
re : Trouver 2 masses inconnues 17-07-19 à 01:04

Remarque :
Si on utilise les constantes c et d plutôt que 0,6 et 0,4 on trouve :

\large m(X) =  \dfrac{ \rho (X)~\rho (Y)~c~V(T)}{\rho (X)~d +\rho (Y)~c }
et je te laisse le soin de trouver m(Y)

Posté par
Farteloupi
re : Trouver 2 masses inconnues 17-07-19 à 02:47

Merci beaucoup, c'est exactement ce qu'il me fallait !

Et pour m(Y) j'ai procédé comme suit (un peu indigeste, je ne sais pas comment faire les formules ^^):

p(X)*V(X)/c = p(Y)*V(Y)
p(X)*(V(T)-V(Y))/c = p(Y)*V(Y)/c ; on remplace V(X) par V(T)-V(Y)
p(X)*V(T)/c)+(p(X)*V(Y)/c) = p(Y)*V(Y)/d
d*c*p(X)*V(T)/d*c*c = (p(Y)*V(Y)*c/d*c)+(p(X)*V(X)*d/d*c)
p(X)*V(T)/c = V(Y)(p(Y)*c+p(X)*d)/d*c
V(Y) = d*p(X)*V(T)/(p(Y)*c+p(X)*d)
m(X) = p(Y)*d*p(X)*V(T)/p(Y)*c+p(X)*d ; on remplace V(Y) par m(Y)/p(Y)

Merci encore

Posté par
odbugt1
re : Trouver 2 masses inconnues 17-07-19 à 10:08

Je renonce à suivre le détail de ton calcul "un peu indigeste"

On peut obtenir très simplement m(Y) à partir de l'expression de m(X) puisque :
m(X) / c = m(Y) /d ( Voir égalité 1 )
donc m(Y) = (d/c)*m(X)
On obtient :

\large m(Y) =  \dfrac{ \rho (X)~\rho (Y)~d~V(T)}{\rho (X)~d +\rho (Y)~c }

Posté par
Farteloupi
re : Trouver 2 masses inconnues 17-07-19 à 13:14

Effectivement c'est plus simple de le déduire ainsi ^^
Merci beaucoup pour ton aide précieuse. Bonne continuation



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