Voor water dat opwarmt of afkoelt tussen 0 en 100 graden geldt:

Q = m.c_w(T_eind - T_begin)

Tegelijk moet ook de houder waarin het water zit (de caloriemeter) ook diezelfde opwarming of afkoeling krijgen (zelfde principe als bij een kop thee waarbij uiteindelijk ook het kopje warm wordt).
Aangezien zo'n meter uit allerlei materialen bestaat hebben ze ipv bovenstaande formule te nemen voor elk materiaal ervan, "domweg" een nieuwe grootheid, de capaciteit van de meter, genomen en gesteld dat die gelijk is aan de energie nodig om die meter 1 graad te verwarmen.
Dus:  Q = C_meter (T_eind - T_begin)

Als je water een poosje in die meter laat staan mag je aannemen dat beiden dezelfde temperatuur hebben.  Als beide opwarmen, dan wordt het water warmer (volgens bovenstaande formule) en de meter ook: beide nemen energie op.
Als je weet hoeveel energie je toevoerde voor verwarming, dan kun je uitrekenen hoeveel daarvan door water is gebruikt. De rest is dan door de meter opgenomen. En daarvoor geldt Q_meter = C_meter (T_eind - T_begin)
Zo kun je C_meter bepalen.

Als je dan in water ijsblokjes doet, dan zal alles afkoelen. De blokjes nemen warmte op, daardoor daalt de temperatuur van het water en de meter.
Als je weet hoeveel de temperatuur daalt, dan weet je hoeveel energie het water heeft afgestaan. En doordat je C_meter ook kent, weet je ook hoeveel energie de caloriemeter heeft afstaan.
Al die vrijgekomen energie is door de ijsblokjes opgenomen om daarmee te smelten.  Hoeveel ijs is er gesmolten? Hoeveel energie is daarbij gebruikt?
Dan weet je de smeltwarmte per (kilo)gram ijs van 0ºC.
Als de ijsblokjes kouder dan dan 0ºC dan moet die eerst opwarmen tot 0ºC en ook daarvoor is energie nodig.

Hoi Theo,

Super bedankt voor je reactie! Ik dacht dat ik het snapte, maar toen in mijn berekening had gedaan, kwam ik op een antwoord uit dat onmogelijk is. Ik snap niet zo goed wat ik precies fout doe. Mijn berekening is als volgt:

Qmeter = Cmeter (Teind - Tbegin)

Qmeter=cmeter x mmeter x ∆t

Qopgenomen=Qafgestaan

Qmeter=Qwater

Qwater=cwater x mwater x ∆t

Dit geeft de volgende formule:

cwater x mwater x ∆t= Cmeter (Teind - Tbegin)

Dit kan je omschrijven tot deze formule:

 Cmeter=  (cwater x mwater x ∆t)/(  (Teind - Tbegin))

 Cmeter= cwater x mwater (∆t/(  ∆T))

 

Als we dit gaan invullen krijgen we (zie grafiek in bijlage):

(∆t/(  ∆T))=119

Als we dan nu de rest van de formule in gaan vullen dan geeft dat:

Cmeter= cwater x mwater(∆t/(  ∆T)) = 4.18 *10ᶾ x 0.19964 x 118.97 =99279,9 J

Ziet u misschien waar mijn fout zit?

groetjes

> Qmeter=cmeter x mmeter x ∆t
Ik neem aan dat hier niet de meter maar het water wordt bedoeld?


> Qopgenomen=Qafgestaan
Ja.
> Qmeter=Qwater
Nee, de meter en het water samen geven warmte af aan de ijsblokjes die daardoor opwarmen (uiteindelijk smelten) en het water kouder maken. Da's dezelfde reden als 's zomers limonade of witte wijn met ijsblokjes koelen.

Bij warm water waarin ijsblokjes gaan smelten geldt dan:
 opgenomen warmte = afgestane warmte
Het ijs is de opnemende partij. Eerst om om te warmen tot 0 graden, dan om te smelten en daarna eventueel nog om het uit ijs ontstane water verder te verwarmen met de oorspronkelijke hoeveelheid water.

opgenomen: 
opwarmen tot 0 graden + smelten + opwarmen boven 0 graden

massa ijs x (c_w,ijs (T_begin -0) + smeltwarmte/kg +  c_w(T_eind - 0) )

afgestane warmte: de afkoelende hoeveelheid oorspronkelijk water en de caloriemeter:

massa water x c_w(T_eind - T_begin) +  C_meter (T_eind - T_begin)

Bij Qmeter=Qwater was ik nog bezig met het berekenen van de warmtecapaciteit van de joulemeter en nog niet met de smeltwarmte. Die berekening snap ik namelijk. Ik loop echter vast bij de formule die je moet gebruiken om de warmte van Qmeter = Cmeter (Teind - Tbegin) te berekenen. Moet je dan de warmte nemen die het water opneemt? Dit heb ik namelijk gedaan, maar komt niet goed uit.

Als je de C wilt bepalen zul je moeten wachten tot het moment dat water en caloriemeter niet meer van temperatuur veranderen (d.w.z. de watertemperatuur niet meer daalt - dan wordt er geen warmte meer met de wand van de caloriemeter uitgewisseld).

Dan moet je het water verwarmen terwijl het IN de caloriemeter blijft.
Meestal doe je dat met een verwarmingsspiraal zoals een dompelaar. Daarvan moet je weten wat het vermogen is: hoeveel energie levert het elke seconde af?  Die energie wordt gebruikt om zowel water als caloriemeter te verwarmen.
Q_verwarmer = P_verwarmer x tijdsduur gebruik
Het water zal misschien sneller warmer worden dan de meter. Dus je moet opnieuw wachten tot het water een stabiele temperatuur heeft aangenomen. Gelijktijdig mag geen warmte van het water "ontsnappen" buiten water/caloriemeter. Daarom is die laatste ook van buiten goed geisoleerd.
Dan is uiteindelijk die Q_verwarmer gebruikt voor Q_water + Q_meter = (mc_w + C)(T_eind - T_begin)

Super erg bedankt! Ik snap het nu helemaal :)