Dag Coor,
Het eerste probleem is me niet geheel duidelijk, zonder schets van de situatie. Ga zelf na of de hier voorgestelde oplossing past bij de werkelijke situatie.
De totale warmtestroom Φ is in elk blok gelijk. Voor de warmtestroom schrijven we Φ=ΔT/R met ΔT is het temperatuurverschil tussen de warme en de koude zijde van een blok en R is de weerstand die de warmtestroom in dat blok passeert.
Gelijkstellen voor beide blokken levert (22−Tc)/Rg=(Tc−15)/Rk met Tc is de contacttemperatuur, Rg is de warmteweerstand van het blok glaswol en Rk is de warmteweerstand van het blok kalk. Deze vergelijking met de gevraagde Tc als enige onbekende heeft een oplosbare vorm.
Ik zie niet onmiddellijk waarom we eventueel de oppervlakten van beide blokken zouden moeten gebruiken.
In het tweede probleem bereken je de massa van het water en het ijs, met behulp van de respectieve waarden van de dichtheid. Daarna gebruiken we Q1(afgestaan, water)=Q2(opgenomen,ijs).
Voor de eerste term geldt Q1=cw×mw×ΔT=cw×mw×(100−Teind) met cw is de soortelijke warmte van water.
De tweede term omvat drie bijdragen:
Q2a=cijs×mijs×ΔT om het ijs te verwarmen tot het smeltpunt (het ijs heeft een andere soortelijke warmte dan het water);
Q2b=smeltwarmte×m om het ijs te doen smelten; en
Q2c=cw×mijs×ΔT=cw×mijs×Teind om het gesmolten ijs op de eindtemperatuur te brengen.
Dit lijkt oplosbaar. Aangenomen is dat er geen warmte naar de omgeving lekt, dat er geen warmte wordt onttrokken via verdamping, en dat het vat geen warmte opneemt of afstaat. Dat is niet realistisch, maar nadere gegevens ontbreken.
Noodgedwongen gaan we voorbij aan de temperatuurafhankelijkheid van de dichtheid en de soortelijke warmte van water en ijs. De hiermee gepaard gaande fout is gering.
Groeten, succes met het examen, Jaap Koole