A quantidade de energia necessária para derreter 1 grama de gelo a 0°C é 334 J. Para calcular o número de gramas de gelo que permaneceriam se 4,50 kJ (4.500 J) de energia fossem absorvidos por 15,0 g de gelo a -5,0° C, precisamos determinar quanta energia é necessária para elevar a temperatura do gelo de -5,0°C para 0°C e, em seguida, quanta energia é necessária para derreter o gelo.

1. Primeiro, precisamos calcular a energia necessária para elevar a temperatura do gelo de -5,0°C para 0°C:

- A capacidade térmica específica do gelo é 2,09 J/g°C.
- A mudança de temperatura é ΔT =0°C - (-5,0°C) =5,0°C.

Energia =massa × capacidade térmica específica × mudança de temperatura:
Energia =15 g × 2,09 J/g°C × 5,0°C
Energia =155,85J

2. A seguir, precisamos calcular a energia necessária para derreter o gelo:

- A entalpia de fusão do gelo é 334 J/g.
- A massa de gelo a ser derretida é de 15 g.

Energia =massa × entalpia de fusão:
Energia =15 g × 334 J/g
Energia =5010J

3. Somando a energia necessária para elevar a temperatura do gelo a 0°C e a energia necessária para derreter o gelo, obtemos a energia total necessária:

Energia total =155,85 J + 5.010 J =5.165,85 J

4. Agora, podemos calcular o número de gramas de gelo que restaria subtraindo a energia total absorvida (4.500 J) da energia total necessária (5.165,85 J) e dividindo o resultado pela entalpia de fusão (334 J/g):

Gramas de gelo restantes =(Energia total necessária - Energia total absorvida) / Entalpia de fusão
Gramas de gelo restantes =(5165,85 J - 4500 J) / 334 J/g
Gramas de gelo restantes =0,1967 g

Portanto, se 4,50 kJ de energia forem absorvidos por 15,0 g de gelo a -5,0°C, aproximadamente 0,20 gramas de gelo permaneceriam sem derreter.