Калориметр с отверстием

1) Зная наклон кривой при \(\tau = 5\) мин (см. рис. 23), находим массу \(m_1\) воды в момент окончания плавления льда: \[P\Delta\tau = m_1c_{\text{в}}\Delta t;\] \[m_1 = \dfrac{P}{c_{\text{в}}}\dfrac{\Delta\tau}{\Delta t} \approx 0{,}86\text{ кг}.\]

2) Аналогично находим массу \(m_2\) воды при \(\tau = 12\) мин (начало кипения): \[m_2 \approx 0{,}34\text{ кг}.\] Следовательно, за время нагрева воды от 0 °С до 100 °С (7 мин) масса воды изменилась на \(\Delta m\): \[\Delta m = m_1 - m_2 = 0{,}52\text{ кг},\] отсюда \[\mu = \dfrac{\Delta m}{\Delta\tau} = 0{,}074\text{ кг/мин}.\] 3) Первоначальную массу \(m_{0\text{ льда}}\) можно выразить через удельную теплоту плавления \(q\): \[m_{0\text{ льда}} = \dfrac{P\Delta\tau}{q} = 0{,}53\text{ кг}.\] 4) В начале эксперимента (\(t = 0\)) в калориметре было воды: \[m_{0\text{ воды}} = m_1 + \mu\Delta\tau - m_{0\text{ льда}} = (0{,}86 + 0{,}074\cdot 5 - 0{,}53)\text{ кг} = 0{,}70\text{ кг}.\] 5) К моменту времени \(\tau = 17\) мин испарилось: \[\Delta m_{\text{пара}} = \dfrac{P\Delta\tau}{\lambda} \approx 0{,}08\text{ кг}.\] За время испарения из калориметра дополнительно вытекло \[\Delta m_{\text{воды}} = \mu\Delta\tau \approx 0{,}37\text{ кг}.\] Таким образом, \(\Delta m_{\text{общ}} = \Delta m_{\text{пара}} + \Delta m_{\text{воды}} \approx 0{,}45\) кг \(> m_2\), т.е. это означает, что к моменту времени \(\tau = 17\) мин воды в калориметре не осталось!

(Возможны незначительные отклонения числовых значений.)