La quantità di energia richiesta per sciogliere 1 grammo di ghiaccio a 0°C è 334 J. Calcolare il numero di grammi di ghiaccio che rimarrebbero se 4,50 kJ (4500 J) di energia venissero assorbiti da 15,0 g di ghiaccio a -5,0° C, dobbiamo determinare quanta energia è necessaria per aumentare la temperatura del ghiaccio da -5,0°C a 0°C, e poi quanta energia è necessaria per sciogliere il ghiaccio.

1. Per prima cosa dobbiamo calcolare l’energia necessaria per aumentare la temperatura del ghiaccio da -5,0°C a 0°C:

- Il calore specifico del ghiaccio è 2,09 J/g°C.

- La variazione di temperatura è ΔT =0°C - (-5,0°C) =5,0°C.

Energia =massa × capacità termica specifica × variazione di temperatura:

Energia =15 g × 2,09 J/g°C × 5,0°C

Energia =155,85 J

2. Successivamente, dobbiamo calcolare l’energia necessaria per sciogliere il ghiaccio:

- L'entalpia di fusione del ghiaccio è 334 J/g.

- La massa di ghiaccio da sciogliere è di 15 g.

Energia =massa × entalpia di fusione:

Energia =15 g × 334 J/g

Energia =5010 J

3. Sommando l'energia necessaria per portare la temperatura del ghiaccio a 0°C e l'energia necessaria per sciogliere il ghiaccio, otteniamo l'energia totale richiesta:

Energia totale =155,85 J + 5010 J =5165,85 J

4. Ora possiamo calcolare il numero di grammi di ghiaccio che rimarrebbero sottraendo l’energia totale assorbita (4500 J) dall’energia totale richiesta (5165,85 J) e dividendo il risultato per l’entalpia di fusione (334 J/g):

Grammi di ghiaccio rimanenti =(Energia totale richiesta - Energia totale assorbita) / Entalpia di fusione

Grammi di ghiaccio rimanenti =(5165,85 J - 4500 J) / 334 J/g

Grammi di ghiaccio rimanenti =0,1967 g

Pertanto, se 4,50 kJ di energia venissero assorbiti da 15,0 g di ghiaccio a -5,0°C, circa 0,20 grammi di ghiaccio rimarrebbero non sciolti.