Не могу разобраться с школьными задачами по термодинамике.

[Gybkabob]

В воду объёмом 1 л = 0.001 $m^{3}$, температура которой 20 градусов Цельсия, бросают кусок железа массой 100 г. = 0.1 кг., нагретый до 500 градусов Цельсия. При этом температура воды повышается до 24 градусов Цельсия и некоторое количество её обращается в пар. Определите массу обратившиеся в пар воды.

Решение Ну первое, что нужно это составить уравнение теплового баланса $\sum\limits_{i}^{}Q=0$.
1) Теплоту отдаёт кусок железа: $Q_{otd}=c_{iron}m_{iron}\Delta t_{iron}$
2) Тепло получает вода и пар: $Q_{pol}=c_{water}m_{water}\Delta t_{water}+r_{steam}m_{steam}$ При этом масса воды равна: $m_{water}= \rho V$

Составляем уравнение: $Q_{otd}+Q_{pol}=c_{iron}m_{iron}\Delta t_{iron}+c_{water}\rhoV \Delta t_{water}+r_{steam}m_{steam}=0$ Откуда
$m_{steam}=\frac{-(c_{water} \rho V \Delta t_{water}+c_{iron}m_{iron}\Delta t_{iron}}{r_{steam}}$
Но проблема большинство коэффициентов вообще не дано. Если подставить коэффициенты из справочников то ответ получается неверным. Правильный ответ: 0.0023 кг. Да и при том перед дробью стоит "-" в масса не может быть отрицательна. Вообщем фигня какая то. Пожалуйста помогите решить!

[DimaM]

Gybkabob в сообщении #994415 писал(а):

Составляем уравнение: $Q_{otd}+Q_{pol}=c_{iron}m_{iron}\Delta t_{iron}+c_{water}\rhoV \Delta t_{water}+r_{steam}m_{steam}$

Вместо второго с конца плюсика должно быть "=". Будьте аккуратны.

Gybkabob в сообщении #994415 писал(а):

Если подставить коэффициенты из справочников то ответ получается неверным.

А какие именно подставляете коэффициенты?

[Gybkabob]

DimaM в сообщении #994422 писал(а):

Вместо второго с конца плюсика должно быть "=". Будьте аккуратны.

(Топик немного исправил)
Почему? По уравнению теплового баланса: $Q_{otd}+Q_{pol}=0$. Соответсвенно подставляем $c_{iron}m_{iron}\Delta t_{iron}+c_{water}m_{water}\Delta t_{water}+r_{steam}m_{steam}=0$ Вроде со знаками всё в порядке.

DimaM в сообщении #994422 писал(а):

А какие именно подставляете коэффициенты?

Которые не указаны в задачи.
1) Удельная теплота параобразования. Для воды $r=2.256 \cdot 10^{6} J/kg$
2)
2) Удельная теплоёмкость воды: $c_{water}=4200 J/(kg\cdot K)$
3) Удельная теплоёмкость железа $c_{iron}=0.444\cdot 10^{3} J/(kg \cdot K)$

[DimaM]

Gybkabob в сообщении #994446 писал(а):

По уравнению теплового баланса: $Q_{otd}+Q_{pol}=0$.

В этом случае изменение температуры железа будет отрицательным. Так что все нормально.

Gybkabob в сообщении #994446 писал(а):

Удельная теплоёмкость воды: $c_{water}=5200 J/(kg\cdot K)$

В обычных справочниках 4200.

Gybkabob в сообщении #994446 писал(а):

Удельная теплоёмкость железа $c_{iron}=0.444\cdot 10^{3} J/(kg \cdot K)$

Встречается цифра 0.457, и даже 0.468. Она еще от температуры зависит.

[Aritaborian]

Gybkabob в сообщении #994446 писал(а):

Удельная теплоёмкость воды: $c_{water}=5200 J/(kg\cdot K)$

Что-то здесь не так... Откуда цифры?

[Gybkabob]

Aritaborian в сообщении #994449 писал(а):

Что-то здесь не так... Откуда цифры?

DimaM в сообщении #994448 писал(а):

В обычных справочниках 4200.

Не ругайтесь. Опечатка. Исправил.

То есть выкладки верны? Или нет?

[DimaM]

Gybkabob в сообщении #994457 писал(а):

То есть выкладки верны?

По-моему, верны. Только закрывающаяся скобка в числителе последней дроби потерялась.

[GraNiNi]

Gybkabob в сообщении #994457 писал(а):

То есть выкладки верны?

Выкладки будут верны, когда они составлены не механически - по шаблону, а через осмысление сути.
А суть такова, что тепло, выделившееся при охлаждении 100 г железа на 476 градусов (500-24), будет превышать, на некоторую величину, тепло, которое нагрело 1 л воды на 4 градуса.
Именно это избыточное тепло и пошло на испарение воды.