Они не будут прям уж идентичны. Мы смотрим на весь объем, потому что предполагаем, что вода из нижних слоев тоже остывает и передает часть энергии верхним, препятствуя образованию льда.
На всякий случай, кину ссылку на идентичную задачу, вдруг этот образец поможет твоим изысканиям?
https://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-9492