6. В калориметре поочерёдно нагревают различные жидкости с помощью одного и того же электронагревателя. Графики зависимости температуры t от времени τ представлены на рисунке. Известно, что в первом опыте калориметр содержал воду массой 1 кг, во втором — другое количество воды, в третьем — некоторую жидкость массой 3 кг. Какова была масса воды во втором опыте? С какой жидкостью могли проводить третий опыт?

1. Считаем мощность нагревателя постоянной и пренебрегаем теплоёмкостью калориметра. Тогда скорость нагревания обратно пропорциональна произведению массы на удельную теплоёмкость.

2. По графику в первом опыте температура воды выросла с 20 °C до 70 °C за 5 мин: скорость нагревания равна \(50/5=10\) °C/мин. Во втором опыте рост составил с 20 °C до 40 °C за 5 мин: \(20/5=4\) °C/мин.

3. В обоих опытах нагревалась вода, поэтому \(m_1\cdot10=m_2\cdot4\). При \(m_1=1\) кг получаем \(m_2=2.5\) кг.

4. В третьем опыте по графику температура выросла с 20 °C до 70 °C за 0,5 мин, то есть скорость равна 100 °C/мин. Для первого опыта произведение массы на удельную теплоёмкость равно \(1\cdot4200\). Поэтому для третьего опыта \(3c\cdot100=1\cdot4200\cdot10\), откуда \(c=140\) Дж/(кг·°C).

5. Такое значение характерно для ртути.

Ответ: масса воды во втором опыте — 2,5 кг; в третьем опыте могла нагреваться ртуть.