Je beseft dat onderkoelen in de aanwezigheid van ijsblokjes niet gaat lukken? 

Groet, Jan

Nee dat begrijp ik niet... Je wilt zeggen dat ik het geheel alleen tot 0 graden kan brengen en niet lager?
Waarom is dat zo?

Gr,
Stijn

Omdat water bevriest bij 0^oC . Je kunt water onderkoelen, dwz afkoelen tot beneden 0^oC zonder dat het bevriest, maar dan heb je heel zuiver water nodig, en een vat/fles/.... zonder krasjes e.d. Want elk scherp puntje is een beginpunt voor de vorming van een ijskristal. Elk schokje of uitsteekseltje en het onderkoelde water bevriest onmiddellijk, waarbij de temperatuur vanzelf weer oploopt tot 0^oC . En een ijsblokje is dan uiteraard een ideaal punt voor snelle verdere aanvriezing.

Verder lijk je in je vergelijking ijs te willen laten smelten om water tot onder 0 af te koelen. 
Het probleem met warmte daarbij is dat warmte alleen stroomt van hoge naar lage temperatuur. Water van -2^oC gaat dus geen warmte afstaan aan smeltend ijs (0^oC) .

Als ik het water wil bevriezen zodat het allemaal vaste stof is, van -5 graden. Dan zorgt bij de overgang van water naar ijs de latente warmte ervoor dat er 333000J vrij moet komen om die  moleculen als het in elkaar te duwen tot een vaste stof toch? Met een bepaalde hoeveelheid ijs van -10 graden, moet dat dan niet haalbaar zijn?  Moet die term dan aan de linkerkant komen omdat het het systeem energie kost?

Gr. Stijn

jawel, maar niet door dat bestaande ijs te smelten.

wat je wil zou wel kunnen door

opwarmen bestaand ijs = afkoelen water + vorming nieuw ijs + afkoelen nieuw ijs

Als je dat netjes uitrekent dan kost dat meer dan 100 kg ijs van -10^oC voor 3 kg water van +20^oC 

groet, Jan

De omgevingstemperatuur 0 graden moeten zijn.. anders bevriest het niet.. 
Warmte verloren door water met een hogere temperatuur = warmte opgenomen door ijs van -10 naar 0 graden + latente warmte warmte die het kost om van ijs naar water te gaan (op dit moment is alles 0 graden met een deel ijs en een deel water) nu is de vraag of er nog genoeg ijs is om het overige water te bevriezen (dit lever het systeem energie op). Nu wil ik dit ijs met m_ijs+water nog eens 5 graden omlaag halen. 
Warmteverlies Q water = m_ijs *c_ijs*dT + m_ijs*L_ijs>water + m_ijs+water*L_water>ijs * (m_{ijs +water})* c_ijs * dT

3 * 4186 * (20 + 5) = m_ijs * 2100 * (10+5) + m_ijs * 333000 + (m_ijs+3) *333000)) + (m_ijs+3)* 2100 * (5)
geeft m_ijs = -1.01 kg
of 
3 * 4186 * (20 + 5) - (m_ijs+3) *333000)) = m_ijs * 2100 * (10+5) +m_ijs * 333000 +(mijs+3) *2100 * (5)
geeft m_{ijs =} -0.96 kg 

Gr, 
stijn 

Als je het netjes doet dan zijn er geen linker-of rechterkanten

Je past toe:
optelsom van alle warmtestromen = 0
Als je dan voor ΔT consequent overal (Teind - Tbegin) toepast 

m₁·C·(T_eind - T_begin) + m₂·C·(T_eind - T_begin)+  m₂·L + m2·C·(T_eind - T_begin) = 0

met m₁ de massa ijs van - 10^oC en m₂ de massa water van + 20^oC 

groet, Jan

ik had je laatste bericht niet gezien toen ik mijn aanvulling plaatste,

goed, dit was hem.

De optelsom van alle warmtestromen = nul : 
m₁·C·(T_eind - T_begin) + m₂·C·(T_eind - T_begin)+ m₂·L + m₂·C·(T_eind - T_begin) = 0

Gaan we invullen: 

m₁ x 2100 x (-5 - -10) + 3 x 4186 x (0 - 20) + 3 x -333000 + 3 x 2100 x (-5 - 0) = 0 

m1 x 2100 x (5) + 3 x 4186 x (-20) + 3 x -333000 + 3 x 2100 x (-5) = 0

Kun je de plussen en minnen volgen? 

vaste afspraak is dat we energiestromen bezien vanuit de stof. Plus betekent dus warmte opnemen door de stof, min betekent warmte afstaan.

Met dat (T_eind - T_begin) krijgen die soortelijke-warmtetermen vanzelf het juiste teken.

Alleen met die latente warmte moet je even oppassen: welke kant gaat dat op? 
Bevriezend water staat warmte af, dus L= -333000 J/kg.

groet, Jan

Ik heb geleerd dat ik alle ΔT's positief moet nemen en werk met Q_op = Q_af. Ik merk dat dat iets lastiger is in dit geval.. 
m2*C*20=m2*L + m2*C*5+ m1*C*15 
3 * 4186 * 20 = 3*-333000 + 3*2100*5 + m1*2100*5 
  W staat Q af      Lat. W af   water(nu ijs) koelt   ijs koelt 


Bedankt Jan!!

dat kan ook, maar dan moet je het wel goed doen, , dwz de oppen  en de affen bij elkaar aan de respectieve kanten, en ook die latente warmte positief laten, dwz alles in absolute waarden noteren.

dat ijs van -10 neemt warmte op, dat water van +20 staat warmte af


m1*2100*5 = 3 * 4186 * 20 + 3*333000 + 3*2100*5