Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng công thức tính nhiệt lượng và nguyên lý bảo toàn năng lượng.
### Thông tin đã cho:
- Khối lượng miếng sắt \( m_s = 22,3 \, g = 0,0223 \, kg \)
- Nhiệt dung riêng của sắt \( c_s = 478 \, J/(kg.K) \)
- Khối lượng nước \( m_n = 450 \, g = 0,45 \, kg \)
- Nhiệt độ ban đầu của nước \( T_{n1} = 15 \, ^\circ C \)
- Nhiệt độ cuối của nước \( T_{n2} = 23,5 \, ^\circ C \)
- Nhiệt dung riêng của nước \( c_n = 4180 \, J/(kg.K) \)
### Tính nhiệt lượng mà nước nhận được:
Nhiệt lượng mà nước nhận được khi nhiệt độ tăng từ \( T_{n1} \) đến \( T_{n2} \) được tính bằng công thức:
\[
Q_n = m_n \cdot c_n \cdot (T_{n2} - T_{n1})
\]
Thay số vào:
\[
Q_n = 0,45 \cdot 4180 \cdot (23,5 - 15) = 0,45 \cdot 4180 \cdot 8,5
\]
\[
Q_n = 0,45 \cdot 4180 \cdot 8,5 = 15873,15 \, J
\]
### Nhiệt lượng mà miếng sắt mất đi:
Nhiệt lượng mà miếng sắt mất đi khi nhiệt độ giảm từ nhiệt độ của lò \( T_l \) xuống nhiệt độ của nước \( T_{n2} \) được tính bằng:
\[
Q_s = m_s \cdot c_s \cdot (T_l - T_{n2})
\]
Theo nguyên lý bảo toàn năng lượng, nhiệt lượng mà nước nhận được bằng nhiệt lượng mà miếng sắt mất đi:
\[
Q_n = Q_s
\]
\[
15873,15 = 0,0223 \cdot 478 \cdot (T_l - 23,5)
\]
### Giải phương trình để tìm \( T_l \):
\[
15873,15 = 0,01062874 \cdot (T_l - 23,5)
\]
\[
T_l - 23,5 = \frac{15873,15}{0,01062874} \approx 149,5
\]
\[
T_l \approx 149,5 + 23,5 = 173,0 \, ^\circ C
\]
### Kiểm tra các câu hỏi:
a) Để nâng nhiệt độ miếng sắt tăng thêm \( 1^0C \) ta cần cung cấp cho nó nhiệt lượng là \( 478 \, J \) - **Đúng**.
b) Nếu nhiệt lượng kế có khối lượng 200 g và làm bằng chất có nhiệt dung riêng là 418 J/(kg.K), thì nhiệt độ của lò là \( 1590,11 \, ^\circ C \) - **Sai** (vì chúng ta đã tính được nhiệt độ lò là \( 173,0 \, ^\circ C \)).
c) Nếu bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của nhiệt lượng kế thì nhiệt độ của lò sai khi làm tròn số là \( 1523,44 \, ^\circ C \) - **Sai** (nhiệt độ lò là \( 173,0 \, ^\circ C \)).
d) Nhiệt dung riêng của nước theo độ \( ^0C \) là \( 15,25 \, J/(kg.^0C) \) - **Sai** (nhiệt dung riêng của nước là \( 4180 \, J/(kg.K) \)).
### Kết luận:
- a) Đúng
- b) Sai
- c) Sai
- d) Sai