Почему для нахождения изменения энергии Гиббса от энергии жидкости вычитают энергию льда? Почему не наоборот?
Это не принципиально, потому что здесь не говорят конкретно “плавление”. Можно было сделать и наоборот. От этого существенно ничего не поменяется, только немного изменятся рассуждения. К примеру, допустим, они посчитали G_\text{liquid}-G_\text{ice}, обычно это делают когда рассматривают процесс плавления, \ce{H2O_\text{(ice)} <=> H2O_\text{(liq)}}. Если значение окажется отрицательным, значит процесс в правую сторону (образование воды) будет самопроизвольным. Если бы мы, наоборот, посчитали G_\text{ice}-G_\text{liquid}, мы бы просто получили положительное значение, а процесс все равно бы шёл самопроизвольно в сторону образования воды.
Иными словами, это просто обозначение, оно не меняет направление реакции.
2 лайка
А в этой задаче исп. ту же формулу? Тогда получится, что \frac{\Delta G}{\Delta p}=V_{m}(g)-V_{m}(l), но для газа Vm же не постоянна при разном давлении
И как мне поможет “ignore the tiny effect of pressure on the liquid phase”?
Да, надо использовать так же формулу \text{d}G = V \text{d}p - S \text{d}T. Поскольку температура постоянная, S \text{d}T=0.
Не совсем, в этом случае ты не сможешь \Delta p вынести за скобки.
Совершенно верно. Поэтому, мы можем принять газ идеальным и выразить объем через уравнение Менделеева-Клапейрона (уравнения состояния идеального газа):
pV = nRT.
Обычно все значения мы считаем на 1 моль вещества, поэтому примем n=\pu{1 mol} и преобразуем изначальное выражение.
\text{d}G = V_\text{m} \text{d}p = \frac{RT}{p} \text{d}p
Если это выражение проинтегрировать, получим:
G_f = G_i + RT \ln \frac{p_f}{p_i}.
Это для газа.
Это говорит о том, что изменением V_\text{m} для жидкой фазы можно пренебречь, то есть можно принять, что молярный объям постоянный. В таком случае мы сможем просто вынести V_\text{m} за знак интеграла в изначальной формуле и получить выражение, которое показано на первых твоих скриншотах.
\begin{gathered}
\text{d}G = V_\text{m} \text{d}p \\
G_f = G_i + V_\text{m} (p_f - p_i)
\end{gathered}
Как ты мог заметить, чтобы понимать физхимию, надо понимать математику; хотя бы, математический анализ. Поэтому я не стал объяснять, как именно здесь все это интегрировалось, но оставлю несколько полезных ссылок.
- В этой теме говорилось о книгах, которые можно почитать, чтобы понимать математику, которая используется в физической химии.
- В этой теме говорилось в целом о том, какой смысл лежит в интегрировании функций. Вопрос был задан по той же формуле, что и здесь.
- Какие еще темы из математики могут встречаться в химии.
Интегралы, которые здесь использовались:
\begin{gathered}
\int \frac{\text{d}p}{p} = \int \text{d} \ln p = \ln p + C \\
\int \text{d}p = p + C
\end{gathered}
Еще можешь подойти к учителю по математике и попросить его объяснить основы математического анализа.
3 лайка