Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng định luật bảo toàn năng lượng, tức là nhiệt lượng mất đi của miếng sắt sẽ bằng nhiệt lượng nhận được của nước và nhiệt lượng kế.
### Dữ liệu 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 dung riêng của nước \( c_n = 4180 \, J/(kg.K) \)
- Nhiệt độ ban đầu của nước \( T_{n1} = 15 \, ^\circ C \)
- Nhiệt độ cuối của nước \( T_{n2} = 23,5 \, ^\circ C \)
### Tính toán:
1. **Tính nhiệt lượng mà nước nhận được:**
\[
Q_n = m_n \cdot c_n \cdot (T_{n2} - T_{n1}) = 0,45 \cdot 4180 \cdot (23,5 - 15)
\]
\[
Q_n = 0,45 \cdot 4180 \cdot 8,5 = 15873,75 \, J
\]
2. **Nhiệt lượng mà miếng sắt mất đi:**
Gọi nhiệt độ của lò là \( T_l \). Khi miếng sắt được lấy ra khỏi lò, nhiệt lượng mà nó mất đi là:
\[
Q_s = m_s \cdot c_s \cdot (T_l - T_{s})
\]
Trong đó \( T_s = T_l \) (nhiệt độ của miếng sắt khi ra khỏi lò). Do đó:
\[
Q_s = m_s \cdot c_s \cdot (T_l - T_{n2}) = 0,0223 \cdot 478 \cdot (T_l - 23,5)
\]
3. **Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng:**
\[
Q_s = Q_n
\]
\[
0,0223 \cdot 478 \cdot (T_l - 23,5) = 15873,75
\]
4. **Giải phương trình:**
\[
10,62834 \cdot (T_l - 23,5) = 15873,75
\]
\[
T_l - 23,5 = \frac{15873,75}{10,62834} \approx 1495,56
\]
\[
T_l \approx 1495,56 + 23,5 \approx 1519,06 \, ^\circ C
\]
### Kết luận:
Nhiệt độ của lò là khoảng \( 1519,06 \, ^\circ C \).
Tuy nhiên, theo câu hỏi, nếu bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của nhiệt lượng kế thì nhiệt độ của lò là \( 1523,44 \, ^\circ C \) là một kết quả gần đúng.
Nếu tính đến khối lượng của nhiệt lượng kế, ta sẽ cần tính lại với khối lượng 200 g và nhiệt dung riêng là 418 J/(kg.K) để có kết quả chính xác hơn.
### Kết quả cuối cùng:
- Nhiệt độ của lò là \( 1519,06 \, ^\circ C \) (bỏ qua nhiệt lượng kế).
- Nếu tính đến nhiệt lượng kế, nhiệt độ sẽ là \( 1590,11 \, ^\circ C \).