სტანდარტული გადახრა ჩვენ მზად ვართ გამოვთვალოთ A აქტივის რისკი. ამისათვის გამოითვლება სტანდარტული გადახრა, რომელიც ემსახურება რიცხვების სიმრავლის გავრცელების საზომს. გამოთვლები შეიძლება გაკეთდეს ხელით, მაგრამ ეს ძალიან დამღლელია. ისინი ჩვეულებრივ იწარმოება გამოყენებით

Სტანდარტული გადახრა

მაგალითი: მრავალი ფაილის კოპირება სტანდარტულ გამომავალზე

მაგალითი: მრავალი ფაილის კოპირება სტანდარტულ გამომავალ პროგრამაში 2.3 ასახავს სტანდარტული შეყვანის/გამომავალი მოწყობილობების გამოყენებას და აჩვენებს, თუ როგორ გავაუმჯობესოთ შეცდომების კონტროლი და გავაუმჯობესოთ მომხმარებლის გამოცდილება. ეს

5.26. ვარიაცია და სტანდარტული გადახრა

5.26. დისპერსია და სტანდარტული გადახრა დისპერსია არის სიმრავლეში მნიშვნელობების "გაფანტვის" საზომი. (აქ ჩვენ არ განვასხვავებთ მიკერძოებულ და მიუკერძოებელ შემფასებელს.) სტანდარტული გადახრა, რომელიც ჩვეულებრივ აღინიშნება ასო ?, უდრის დისპერსიის კვადრატულ ფესვს. მონაცემები = (1)

სადაც
- მოლარული გიბსის თავისუფალი ენერგია სტანდარტული წნევის დროს, J/mol; არის ნივთიერების წარმოქმნის ენთალპია ზე თ\u003d 0 K მარტივი ქიმიური ელემენტებიდან:

არის სახელმწიფო ფუნქცია და დამოკიდებულია მხოლოდ ტემპერატურაზე.

აიღეთ ()-ის წარმოებული ტემპერატურის მიმართ გვ=const:

(2)

განტოლებაში (2) გიბსის ენერგიის წარმოებული ტემპერატურის მიმართ არის

, (3)

და ღირებულება განსაზღვრებით უდრის

(4)

(3) და (4) (2)-ში ჩანაცვლებით მივიღებთ

(5)

(6)

შემცირებული გიბის ენერგიის პირველი წარმოებული ტემპერატურასთან მიმართებაში იძლევა ჭარბ ენთალპიას. პრაქტიკული პრობლემებისთვის გაცილებით მოსახერხებელია წარმოებულის აღება ტემპერატურის ლოგარითმთან მიმართებაში, იმის გათვალისწინებით, რომ dT=ტდლნ თ. მაშინ გვაქვს

(7)

ჩვენ ვწერთ გამონათქვამს (6) როგორც
(8)

მეორე წარმოებული ტემპერატურის მიხედვით რ=const იძლევა სითბოს სიმძლავრეს

=
(9)

ან
(10)

დამოკიდებულებები (6), (7), (9) და (10) for (
)/თდა გამოიყენება ცალკეული ნივთიერებების თერმოდინამიკური თვისებების ტემპერატურული მიახლოებების მისაღებად. მოლური ენტროპია სტანდარტული წნევის დროს ასევე გამოხატულია გიბსის შემცირებული ენერგიის მიხედვით:

(11)

ცალკეული ნივთიერებების თერმოდინამიკური თვისებების წარმოდგენა საცნობარო ლიტერატურაში

საცნობარო წიგნში, რომელიც რედაქტირებულია V.P. გლუშკო თითოეული ინდივიდუალური ნივთიერების 1-ლი მოლისთვის სტანდარტულ მდგომარეობაში, ტემპერატურის მიხედვით, მნიშვნელობების ცხრილები მოცემულია ინტერვალში. ტ 0 100K-დან 6000K-მდე:

- იზობარული თბოტევადობა, J/molK;

არის გიბსის შემცირებული ენერგია, J/molK;

- ენტროპია, J/molK;

- ჭარბი ენთალპია, კჯ/მოლი;

, სადაც K 0 არის მოცემული ნივთიერების XP დაშლის წონასწორობის მუდმივი ATაირისებრ ატომებად, განზომილებიანი რაოდენობით. ნივთიერების დაშლის ფორმულა:
, სად - ატომების რაოდენობა მატერიის მოლეკულაში AT.

Მაგალითად:
.

ღირებულებები მოცემულია:

- B ნივთიერების დაშლის რეაქციის თერმული ეფექტი აირისებრ ატომებად T 0 = 0K, კჯ/მოლზე;

- სუფთა ქიმიური ელემენტებიდან ნივთიერების წარმოქმნის ენთალპია (ფორმირების სითბური ეფექტი) T 0 =0K, კჯ/მოლზე;

- ნივთიერების წარმოქმნის ენთალპია T 0 =298,15K, კჯ/მოლი;

M - ფარდობითი მოლეკულური წონა, განზომილებიანი რაოდენობა;

- ნივთიერების ენტროპიის ბირთვული კომპონენტი, რომელიც დამოკიდებულია ნივთიერების იზოტოპურ შემადგენლობაზე და არ იცვლება XP, J/molK-ის დროს. მნიშვნელობა არ მოქმედებს პრაქტიკულ ფუნქციებზე მოცემულია სახელმძღვანელოში გათვალისწინების გარეშე .

სახელმძღვანელოში მოცემულია გიბსის შემცირებული ენერგიის მიახლოებები, როგორც ტემპერატურის ფუნქცია, პოლინომის სახით თითოეული ინდივიდუალური ნივთიერებისთვის.

მიახლოება ( თ) ტემპერატურის მიხედვით წარმოდგენილია მრავალწევრად:

სადაც x = თ 10 -4 კ; φ , φ ნ (ნ=-2, -1, 0, 1, 2, 3) - მიახლოებითი კოეფიციენტები ტემპერატურის დიაპაზონისთვის თწთ  თ თმაქსიმუმ, ( თწთ = 500K, თმაქსიმუმ = 6000K).

მიახლოების კოეფიციენტების გამოყენებით φ , φ ნნივთიერების ჭარბი ენთალპია და სითბოს მოცულობა შეიძლება გამოითვალოს:

ასევე მოლური ენტროპია:
ქიმიურად მოქცეული სისტემების ცალკეული ნივთიერებების ყველა თერმოდინამიკური თვისების სრული მინიჭებისთვის ტემპერატურაზე თარჩევისას კომპიუტერზე გამოთვლებისთვის თ 0 = 298.15K, თქვენ უნდა შეიყვანოთ შემდეგი მნიშვნელობები:

იმათ. სულ 13 პარამეტრი, სადაც .

არჩევისას თ 0 = 0K მნიშვნელობა
და
უნდა გამოირიცხოს სიიდან. შემდეგ დარჩა 11 პარამეტრი:
(7 შანსები)



. ამრიგად, რაკეტების და თვითმფრინავების ძრავების თერმოდინამიკური გამოთვლებისას, მიზანშეწონილია აირჩიოთ ენთალპიის საცნობარო წერტილის ტემპერატურა. თ 0 = 0K.

9.4. გიბსის თავისუფალი ენერგიის და მატერიის ენტროპიის გამოთვლა სტანდარტულ პირობებში წნევისგან განსხვავებულ წნევაზე

მოლარული ენთალპია , თბოტევადობა
და შინაგანი ენერგია დამოკიდებულია მხოლოდ ტემპერატურაზე:

მოლური ენტროპია , გიბსის თავისუფალი ენერგია , ჰელმჰოლცის თავისუფალი ენერგია დამოკიდებულია ტემპერატურაზე და წნევაზე.

დავამყაროთ კავშირი რაოდენობას შორის:
და მათი მნიშვნელობები სტანდარტულ მდგომარეობაში
რომლებიც განისაზღვრება საცნობარო მასალების გამოყენებით.

ჯერ მივიღოთ გამოხატულება გიბსის თავისუფალი ენერგიისთვის. თერმოდინამიკის 1-ლი და მე-2 კანონების კომბინირებული გამოხატულებიდან მარტივი, დახურული TS-ისთვის და ნივთიერების 1 მოლისთვის შექცევადი პროცესებისთვის გვაქვს:

ზე თ= const( dT= 0) ვიღებთ
, სად
. საიდანაც საბოლოო პროცესისთვის ინტეგრაციის შემდეგ წნევის დიაპაზონი რ 0-მდე რჩვენ გვაქვს

, ან
(1)

სადაც
-მოლარული გიბსის თავისუფალი ენერგია რ 0 \u003d 1 ფიზიკური ატმოსფერო,
- იგივეა ზეწოლისას
. დამოკიდებულება (1) მოქმედებს აირისებრ და შედედებულ ნივთიერებებზე ზე თ= კონსტ.

იდეალური გაზისთვის,
. შესაბამისად,
და ინტეგრალი (1)-ში იქნება ტოლი
. აღნიშნავს მეშვეობით
განზომილებიანი წნევა; სადაც რ 0 = 101325Pa; ~ tilde, იდეალური გაზისთვის ვიღებთ ფორმულას გიბსის თავისუფალი ენერგიის გამოთვლისთვის წნევის დროს p≠p 0:

თუ ნივთიერება არის აირის ნარევში, მაშინ ამისთვის მეიდეალური აირების ნარევის ნაწილი, გვაქვს:

სად არის ნორმალიზებული ნაწილობრივი წნევა და ნორმალიზებული ნარევი წნევა თანაფარდობით დაკავშირებული
მოლური ფრაქციის გათვალისწინებით
მე-ე გაზი,
, და აირის ნარევის წნევა განისაზღვრება დალტონის კანონით
.გამოთვლის ფორმულის მისაღებად , გამოსახული მოლური ფრაქციების მიხედვით, ჩვენ წარმოვადგენთ ფორმულას (3) როგორც:

ავღნიშნოთ გიბის მოლარის თავისუფალი ენერგია მეგაზი ნარევი წნევის დროს. შემდეგ მივიღებთ

შედედებული ნივთიერებების მოლარული გიბსის თავისუფალი ენერგიები არ არის დამოკიდებული წნევაზე, რადგან მათი მოცულობები შეიძლება უგულებელვყოთ აირისებრი კომპონენტების მოცულობებთან შედარებით. შემდეგ გაანგარიშების ფორმულა
შედედებული ნივთიერებები მიიღებს ფორმას:

სადაც X მე– მოლური ფრაქცია მე-ე ნივთიერება იმ ფაზასთან, რომელშიც ის მდებარეობს (მისი ფაზის მოლების რაოდენობასთან),
არის სუფთა შედედებული მატერიის მოლარული გიბსის თავისუფალი ენერგია, ზე გვ= გვ 0 =101325Pa.

ენტროპიაზე ზეწოლის ეფექტი შეიძლება განისაზღვროს გიბსის მოლარის თავისუფალი ენერგიის გამოხატულებიდან მეწნევის დროს იდეალური აირის ე კომპონენტი გვ ≠გვ 0

საიდანაც გამომდინარეობს, რომ

(7)

(8) ჩანაცვლების შემდეგ (7) და იმის გათვალისწინებით, რომ
, ვიღებთ:

შედედებული მატერიის i-ე კომპონენტისთვის, გამოხატვის (9) ანალოგიით, შეგიძლიათ მიიღოთ ფორმულა ენტროპიის გამოსათვლელად გვ ≠გვ 0

ღირებულება - აღებულია სახელმძღვანელოდან რ 0 =101325 პა.

9.5. გიბსის თავისუფალი ენერგიის გამოთვლა რეალური გაზებისა და ხსნარებისთვის. არასტაბილურობა და აქტივობა

გიბსის მოლური თავისუფალი ენერგიის გაანგარიშებისას რეალური გაზებისა და ხსნარებისთვის, შეგიძლიათ გამოიყენოთ იდეალური გაზებისა და ხსნარებისთვის მიღებული ფორმულები. ამავე დროს, ნაწილობრივი ზეწოლა გვ მეიცვლება არასტაბილურობის მნიშვნელობით ვ მე [Pa] და მოლური ფრაქციები x მე- აქტივობაზე ა მე. ცვალებადობა არის წნევა, რომელიც განისაზღვრება რეალური გაზების მდგომარეობის განტოლებიდან, რომელსაც აქვს იგივე გავლენა სისტემაზე, როგორც იდეალური აირის შემთხვევაში. რეალურად ვ მეარის შესწორებული წნევა, რომელიც ახასიათებს თერმოდინამიკური სისტემის გადახრას იდეალური მდგომარეობიდან, რომელიც აღწერილია იდეალური აირის მდგომარეობის განტოლებით.

ამრიგად, რეალური აირებისთვის, გიბის მოლარის თავისუფალი ენერგიის მნიშვნელობა განისაზღვრება გამოხატვით

სადაც
,
შემადგენლობა). როგორც რეალური აირის მდგომარეობა უახლოვდება იდეალური გაზის მდგომარეობას, არასტაბილურობას მიდრეკილია ნაწილობრივი წნევისკენ . იდეალური გაზისთვის ვ მე = გვ მე(დაბალი წნევის დროს).

აქტივობა ა მე(განზომილებიანი რაოდენობა) არის შესწორებული მოლური ფრაქცია x მე, რომელიც ახასიათებს შედედებული სისტემის გადახრას იდეალური მდგომარეობიდან. როგორც რეალური გამოსავალი უახლოვდება იდეალურ მდგომარეობას, აქტივობას ა მე მიდრეკილია მოლური ფრაქციისკენ x მე. სუსტი გადაწყვეტილებებისთვის ა მე =x მე . ამრიგად, რეალური გადაწყვეტილებებისთვის

გიბსის თავისუფალი ენერგიის გამოთვლის აღწერილი მეთოდი შემოგვთავაზა ამერიკელმა ფიზიკოსმა ლუის გ.ნ. (1875-1946 წწ.).

თერმოდინამიკაში ასევე გამოიყენება ფუგაციურობის კოეფიციენტების ცნებები
და აქტივობები
. იდეალური გაზებისა და ხსნარებისთვის
.

9.6. თერმოდინამიკის მესამე კანონიდა სამუშაო სითხის იზოთერმული გაფართოებით, ვინაიდან სამუშაო სითხე წყვეტს სითბოს გაცემას გარემოსთვის, რადგან ქვეყნები წნევის ვარდნის გაანგარიშება სისტემაგემის გაზის გამოსასვლელი, ნაპირზე გაზის გამოსასვლელის გამოყენებისას ამისთვის ...

საერთო აბრევიატურები

d - აირი, მატერიის აირისებრი მდგომარეობა

g - ნივთიერების თხევადი, თხევადი მდგომარეობა

t - მატერიის მყარი მდგომარეობა (ამ სახელმძღვანელოში t არის კრისტალური მდგომარეობის ექვივალენტი, რადგან მყარი ნივთიერების არაკრისტალური მდგომარეობა არ არის გათვალისწინებული პროგრამის ფარგლებში)

aq არის გახსნილი მდგომარეობა, ხოლო გამხსნელი არის წყალი (სიტყვიდან წყლიანი- წყალი)

EMF - ელექტრომოძრავი ძალა

კომენტარები

სტანდარტული მდგომარეობა თერმოდინამიკაში.სტანდარტული მდგომარეობები შემდეგია:

აირისებრი ნივთიერებისთვის, სუფთა ან აირის ნარევში, სუფთა ნივთიერების ჰიპოთეტური მდგომარეობა აირის ფაზაში, რომელშიც მას აქვს იდეალური აირის თვისებები და სტანდარტული წნევა. რ°. ამ სახელმძღვანელოში მიღებულია რ° \u003d 1,01325 × 10 5 Pa (1 ატმ).

სუფთა თხევადი ან მყარი ფაზისთვის, აგრეთვე თხევადი ხსნარის გამხსნელისთვის - სუფთა ნივთიერების მდგომარეობა აგრეგაციის შესაბამის მდგომარეობაში სტანდარტული წნევის ქვეშ. რ°.

მყარი ან თხევადი ხსნარში გახსნილი ნივთიერებისთვის, ამ ნივთიერების ჰიპოთეტური მდგომარეობა სტანდარტული კონცენტრაციის ხსნარში FROM°, რომელსაც აქვს უსასრულოდ განზავებული ხსნარის თვისებები (მოცემული ნივთიერებისთვის) სტანდარტული წნევის ქვეშ რ°. მიღებულია სტანდარტული კონცენტრაცია FROM° \u003d 1 მოლი / დმ 3.

სტოქიომეტრიული კოეფიციენტების არჩევანი.ქიმიური რეაქციის სტოქიომეტრიული კოეფიციენტები აჩვენებს მოლარულ თანაფარდობას, რომელშიც ეს ნივთიერებები ურთიერთობენ ერთმანეთთან. მაგალითად, რეაქციაში A + B \u003d Z, რეაქტიული ნივთიერებების სტოიქიომეტრიული კოეფიციენტები ტოლია (აბსოლუტური მნიშვნელობით), რაც ნიშნავს, რომ 1 მოლი A რეაგირებს ნარჩენების გარეშე 1 მოლ B-ით და წარმოქმნის 1 მოლ Z-ს. ჩანაწერი არ შეიცვლება, თუ აირჩევთ სხვა თანაბარ კოეფიციენტებს. მაგალითად, განტოლება 2A + 2B = 2Z შეესაბამება იმავე სტექიომეტრულ თანაფარდობას რეაქტორებს შორის. ამიტომ, ზოგად შემთხვევაში, კოეფიციენტები n მენებისმიერი რეაქცია განისაზღვრება თვითნებური საერთო ფაქტორით. თუმცა, ფიზიკური ქიმიის სხვადასხვა სექციაში მიღებულია სხვადასხვა კონვენცია ამ ფაქტორის არჩევასთან დაკავშირებით.

თერმოქიმიაში მარტივი ნივთიერებებისგან ნივთიერებების წარმოქმნის რეაქციებში კოეფიციენტები ისეა არჩეული, რომ კოეფიციენტი 1 დგას წარმოქმნილი ნივთიერების წინ, მაგალითად, წყალბადის იოდიდის წარმოქმნისთვის:

1/2H 2 + 1/2I 2 = HI

ქიმიურ კინეტიკაში, კოეფიციენტები არჩეულია შესაბამისი რეაქტიული ნივთიერებების რეაქციის ბრძანებების შესატყვისად, თუ ეს შესაძლებელია. მაგალითად, HI-ის ფორმირება არის პირველი რიგის H 2-ში და პირველი რიგის I 2-ში. ამიტომ რეაქცია იწერება ასე:

H 2 + I 2 ® 2HI

ქიმიური წონასწორობის თერმოდინამიკაში, კოეფიციენტების არჩევანი ძირითადად თვითნებურია, მაგრამ რეაქციის ტიპის მიხედვით, უპირატესობა შეიძლება მიენიჭოს ამა თუ იმ არჩევანს. მაგალითად, მჟავას დისოციაციის წონასწორობის მუდმივის გამოსასახატავად, ჩვეულებრივ უნდა აირჩიოთ კოეფიციენტი მჟავის სიმბოლოს წინ ტოლი 1. კერძოდ, წყალბადის იოდიდის მჟავა დისოციაციისთვის აირჩიეთ.

HI ƒ H + + I –

(კოეფიციენტი HI-მდე არის 1).

კონცენტრაციის აღნიშვნები.იგივე სიმბოლოთი, ნარევში კომპონენტის კონცენტრაციას ან შემცველობას შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული მნიშვნელობა. კონცენტრაცია შეიძლება იყოს წონასწორობა (ის, რომელიც მიიღწევა წონასწორობაში), მიმდინარე (ის, რომელიც არსებობს მოცემულ დროს ან პროცესის მოცემულ ეტაპზე) და უხეში ან „ანალიტიკური“. ეს კონცენტრაციები შეიძლება განსხვავდებოდეს. მაგალითად, თუ თქვენ მოამზადებთ ძმარმჟავას ანჰიდრიდის ხსნარს (CH 3 CO) 2 O წყალში, აიღებთ 1 მოლ 100% ძმარმჟავას ანჰიდრიდს და აზავებთ მას წყლით 1 ლიტრამდე, მაშინ მიღებულ ხსნარს ექნება მთლიანი ან ანალიზური კონცენტრაცია. FROM\u003d 1 მოლ / ლ (CH 3 CO) 2 O. სინამდვილეში, ძმარმჟავას ანჰიდრიდი განიცდის შეუქცევად ჰიდროლიზს ძმარმჟავამდე (CH 3 CO) 2 O + H 2 O ® 2CH 3 COOH, ამიტომ მისი მიმდინარე კონცენტრაცია მცირდება 1 მოლ / ლ საწყის დრომდე წონასწორობის კონცენტრაციამდე დაახლოებით 0 მოლ/ლ რეაქციის ბოლოს. მეორე მხრივ, ანჰიდრიდის სრული ჰიდროლიზის საფუძველზე შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ხსნარის საერთო კონცენტრაცია არის 2 მოლ/ლ CH 3 COOH (მიუხედავად ჰიდროლიზის პროცესის სტადიისა). თუმცა, რეაქციის პროდუქტი ექვემდებარება CH 3 COOH ƒ CH 3 COO - + H + მჟავას დისოციაციას, ისე რომ ხსნარში რეალური კონცენტრაციები, CH 3 COOH-ის რეალური კონცენტრაციის ჩათვლით, არ არის ტოლი რომელიმე მთლიანი. . CH 3 COOH, CH 3 COO - და H + რეალურ კონცენტრაციებს წონასწორობაში ეწოდება წონასწორობა. ქიმიკოსები ხშირად იყენებენ იმავე აღნიშვნას FROMყველა ამ სახის კონცენტრაციისთვის, თუ ვივარაუდებთ, რომ აღნიშვნის მნიშვნელობა ნათელია კონტექსტიდან. თუ გსურთ ხაზგასმით აღვნიშნოთ განსხვავება, მაშინ შემდეგი აღნიშვნა ჩვეულებრივ გამოიყენება მოლარული კონცენტრაციისთვის : FROMარის მთლიანი ან ანალიზური კონცენტრაცია, [A] არის A კომპონენტის მიმდინარე ან წონასწორული კონცენტრაცია, და (ზოგჯერ) [A]e არის A კომპონენტის წონასწორული კონცენტრაცია. ეს ინდექსი ახდენს წონასწორობის მუდმივების ჩაწერას, როგორიცაა მაგ.

სტანდარტული თერმოდინამიკური მდგომარეობა დაინერგა, როგორც არასტაბილურობის საერთო საწყისი ყველა გაზისთვის.

ვინაიდან ყველა აირის თვისებები განსხვავებულია, რეალურ პირობებში მათ არ შეიძლება ჰქონდეთ საერთო წერტილები მრუდზე f=f(P). შესაბამისად, ყველა გაზისთვის საერთო მდგომარეობა შეიძლება იყოს მხოლოდ წარმოსახვითი.

ყველაზე მოსახერხებელია ვივარაუდოთ, რომ სხვადასხვა გაზების ყველა თვისება დაემთხვევა, თუ ისინი გადაიქცევიან (წარმოსახვით!) იდეალურ გაზებად.

ისტორიულად, ათწლეულების განმავლობაში წნევის ერთეული იყო ატმოსფერო(ბანკ.) , სადაც 1 ატმ უდრის 1.01325×10 5 Pa. ადვილი გასაგებია, რომ სტანდარტულ მდგომარეობაში გაზი ამ წნევაზე უნდა იყოს.

მიუხედავად იმისა, რომ ერთეულების სისტემა შეიცვალა მომდევნო წლებში, იდეალური გაზის წნევა სტანდარტულ მდგომარეობაში იგივე დარჩა, ე.ი. უდრის 1 ატმ.

გაზების სტანდარტული თერმოდინამიკური მდგომარეობის განმარტება შემდეგია:

გაზის სტანდარტული თერმოდინამიკური მდგომარეობა მოცემულ ტემპერატურაზე არის წარმოსახვითი მდგომარეობა იდეალური გაზის სახით 1,01325×10 5 Pa წნევით..

განვიხილოთ გაზის გადასვლის პროცესი სტანდარტული მდგომარეობიდან მოცემულ მდგომარეობაში, რომელიც შეესაბამება f ცვალებადობას.

ჩვენ ვიცავთ შემდეგ სავალდებულო პირობას:

სტანდარტულ მდგომარეობასთან დაკავშირებული ან მისგან დათვლილი ყველა სიდიდე აღინიშნება o სიმბოლოთი, რომელიც მოთავსებულია განსაზღვრული მნიშვნელობის ზედა მარჯვნივ..

ამ მიზეზით, სტანდარტულ მდგომარეობაში, წნევა და მისი ტოლი ცვალებადობა აღინიშნა შემდეგნაირად: f o = P o =1,01325×10 5 Pa.

სტანდარტული მდგომარეობიდან გაზის მოცემულ მდგომარეობაზე გადასვლის პირველი ეტაპი მოიცავს გაზის გაფართოებას. ვინაიდან სტანდარტულ მდგომარეობაში იგი დაჯილდოებულია იდეალური გაზის თვისებებით, მაშინ მისი გაფართოება (არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ საუბარია იზოთერმულ ფუნქციაზე) უნდა მოხდეს იდეალური გაზის იზოთერმის გასწვრივ ძალიან მცირე წნევამდე P* ან ფუგაციურობა f*. გიბსის ენერგიის ცვლილება ამ ეტაპზე არის

ძალიან დაბალ წნევაზე, რეალური აირის თვისებები რეალურად ემთხვევა იდეალური აირის თვისებებს. ამრიგად, ამ პირობებში არ არსებობს განსხვავება იდეალურ გაზის იზოთერმებსა და რეალურ გაზის იზოთერმებს შორის. ამ მხრივ, იდეალური აირის იზოთერმიდან რეალურ აირის იზოთერმზე გადასვლა სისტემაში რაიმე ცვლილებას არ გამოიწვევს. შესაბამისად, პროცესის მეორე ეტაპისთვის გიბსის ენერგიის ცვლილება ნულის ტოლი იქნება.

მესამე ეტაპი არის რეალური აირის იზოთერმული შეკუმშვა f*-დან ფუგაციურობამდე მოცემულ f მდგომარეობაში. გიბსის ენერგიის ცვლილება ამ ეტაპზე არის

გიბსის ენერგიის მთლიანი ცვლილება ყველა ეტაპის შედეგად არის

ძირითადი თერმოდინამიკური ფუნქციები, რომლებიც გამოიყენება მეტალურგიულ გამოთვლებში, არის შიდა ენერგია შენ,ენთალპია ჰ, ენტროპია ს, ისევე როგორც მათი ყველაზე მნიშვნელოვანი კომბინაციები: იზობარულ-იზოთერმული G = H - TSდა იზოქორიულ-იზოთერმული F=U-TSპოტენციალი, შემცირებული პოტენციალი F \u003d -G / T.

ნერნსტის თეორემის მიხედვით ენტროპიაბუნებრივი საცნობარო წერტილი არის ნულოვანი გრადუსი კელვინის შკალაზე, სადაც კრისტალური ნივთიერებების ენტროპიები ნულის ტოლია. ამიტომ, ფორმალური თვალსაზრისით, პრინციპში, ყოველთვის შეიძლება გაზომოთ ან გამოთვალოთ ენტროპიის აბსოლუტური მნიშვნელობა და გამოიყენოთ იგი რაოდენობრივი თერმოდინამიკური შეფასებისთვის. ანუ, ენტროპია არ იწვევს რაიმე სირთულეს რიცხვითი თერმოდინამიკური გამოთვლების შესრულების პრაქტიკაში.

მაგრამ შინაგანი ენერგიაარ აქვს ბუნებრივი წარმოშობა და მისი აბსოლუტური მნიშვნელობა უბრალოდ არ არსებობს. იგივე ეხება ყველა სხვა თერმოდინამიკურ ფუნქციას ან პოტენციალს, რადგან ისინი ხაზობრივად დაკავშირებულია შიდა ენერგიასთან:

H = U + PV;

F = U - TS;

G = H - TS = U - TS + PV;

ფ= -G/T = S - H/T = S -(U+PV)/თ.

ამიტომ, ღირებულებები U, H, F, Gდა ფთერმოდინამიკური სისტემა საცნობარო წერტილის გაურკვევლობის გამო შეიძლება ჩამოყალიბდეს მხოლოდ მუდმივებამდე. ეს ფაქტი არ იწვევს ფუნდამენტურ გართულებებს, რადგან ყველა გამოყენებული პრობლემის გადასაჭრელად საკმარისია იცოდეშეცვლა რაოდენობებითერმოდინამიკური ფუნქციები ტემპერატურის, წნევის, მოცულობის შეცვლისას, ფაზის და ქიმიური გარდაქმნების დროს.

მაგრამ იმისათვის, რომ შეგვეძლოს რეალური გამოთვლების განხორციელება, საჭირო იყო გარკვეული შეთანხმებების (სტანდარტების) მიღება გარკვეული მუდმივების ცალსახა არჩევანის შესახებ და დაწესებულიყო ერთიანი წესები ბუნებაში ნაპოვნი ყველა ნივთიერებისთვის თერმოდინამიკური ფუნქციების საწყისი მნიშვნელობების გამოსათვლელად. თერმოდინამიკური ფუნქციების წრფივი დამოკიდებულების გამო ჰ, ფ, გ, ფშინაგანი ენერგიისგან U ეს არის საკმარისიგააკეთეთ ამ ფუნქციებიდან მხოლოდ ერთი. იყო რეალური ღირებულებების ერთიანი წარმოშობაენთალპია . მოახერხა ნულოვანი მნიშვნელობის მინიჭება გარკვეული ნივთიერებების ენთალპიას გარკვეულ მდგომარეობებში ზუსტად განსაზღვრულ ფიზიკურ პირობებში,რომლებიც სახელს ატარებენ სტანდარტული ნივთიერებები, სტანდარტული პირობებიდა სტანდარტული სახელმწიფოები.

ქვემოთ მოცემულია განხილვის პროცესში მყოფი კონვენციების ყველაზე გავრცელებული ნაკრები, როგორც ეს არის რეკომენდაცია სუფთა და გამოყენებითი ქიმიის საერთაშორისო კავშირის თერმოდინამიკის საერთაშორისო კომისიის (IUPAC) მიერ. ეს ნაკრები შეიძლება ეწოდოს თერმოდინამიკური სტანდარტები, როგორც პრაქტიკულად დადგენილია ქიმიური თერმოდინამიკის თანამედროვე ლიტერატურაში.

სტანდარტული პირობები

ნერნსტის თეორემის მიხედვით, ენტროპიისთვის ბუნებრივი საცნობარო წერტილი ან ბუნებრივი სტანდარტული ტემპერატურა არის ნული გრადუსი კელვინის შკალაზე, რომლის დროსაც ნივთიერებების ენტროპიები ნულის ტოლია. ზოგიერთ საცნობარო წიგნში, რომელიც ძირითადად სსრკ-ში გამოქვეყნდა, სტანდარტული ტემპერატურაა 0 კ. მიუხედავად დიდი ლოგიკისა ფიზიკური და მათემატიკური თვალსაზრისით, ეს ტემპერატურა ფართოდ არ გამოიყენება სტანდარტად. ეს გამოწვეულია იმით, რომ დაბალ ტემპერატურაზე სითბოს სიმძლავრის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე ძალიან რთულია და ამისთვის საკმარისად მარტივი პოლინომიური მიახლოებების გამოყენება შეუძლებელია.

სტანდარტული ფიზიკური პირობები შეესაბამება 1 ატმ წნევას(1 ფიზიკური ატმოსფერო = 1,01325 ბარი)და ტემპერატურა 298,15 კ(25° FROM). ითვლება, რომ ასეთი პირობები ყველაზე მეტად შეესაბამება ფაქტობრივ ფიზიკურ პირობებს ქიმიურ ლაბორატორიებში, რომლებშიც ტარდება თერმოქიმიური გაზომვები.

სტანდარტული ნივთიერებები

ბუნებაში, ყველა იზოლირებული, დამოუკიდებელი ნივთიერება, რომელსაც თერმოდინამიკაში ეწოდება ინდივიდუალური , შედგება დ.ი.მენდელეევის ცხრილის სუფთა ელემენტებისაგან, ან მიიღება მათ შორის ქიმიური რეაქციებით. Ამიტომაც საკმარისი მდგომარეობათერმოდინამიკური რაოდენობების საცნობარო ჩარჩოს ჩამოყალიბება არის ენთალპიების არჩევანი მხოლოდ ქიმიური ელემენტებისთვის როგორც მარტივი ნივთიერებები. მიღებულია რომ ყველა ელემენტის ენთალპია მათ სტანდარტულ მდგომარეობაში ნულის ტოლია სტანდარტულ პირობებში – ტემპერატურა და წნევა. ამიტომ თერმოდინამიკაში ქიმიურ ელემენტებსაც უწოდებენ სტანდარტული ნივთიერებები.

ყველა სხვა ნივთიერება განიხილება, როგორც ნაერთები, რომლებიც მიიღება სტანდარტულ ნივთიერებებს შორის ქიმიური რეაქციების შედეგად (ქიმიური ელემენტები სტანდარტულ მდგომარეობაში) მათ უწოდებენ " ინდივიდუალური ნივთიერებები ". ქიმიური ნაერთების ენთალპიების ამოსავალი წერტილი (ისევე, როგორც არასტანდარტული მდგომარეობების ელემენტები) არის სტანდარტული ნივთიერებებისგან მათი წარმოქმნის რეაქციის ენთალპიის მნიშვნელობა, თითქოს სტანდარტულ პირობებში განხორციელდეს. სინამდვილეში, რა თქმა უნდა, რეაქციის თერმული ეფექტი (ენთალპია) რეალურ პირობებში ექსპერიმენტულად განისაზღვრება, შემდეგ კი ხელახლა გამოითვლება სტანდარტულ პირობებში. ეს მნიშვნელობა აღებულია როგორც ფორმირების სტანდარტული ენთალპია ქიმიური ნაერთი, როგორც ინდივიდუალური ნივთიერება.

პრაქტიკულ გამოთვლებში უნდა გვახსოვდეს, რომ თერმოქიმიაში სტანდარტად მიიღება შემდეგი ნიშნის წესი ენთალპიის დასახასიათებლად. თუ ქიმიური ნაერთის წარმოქმნისას თბება გამოირჩევა, არჩეულია ნიშანი მინუს”- იზოთერმული პროცესის დროს სისტემა იკარგება სითბოს. თუ სითბოა საჭირო ქიმიური ნაერთის შესაქმნელად შეიწოვება, არჩეულია ნიშანი პლუსი” - სისტემას მიეწოდება სითბო გარემოდან იზოთერმულობის შესანარჩუნებლად.

სტანდარტული შტატები

ასეთი მდგომარეობისთვის არჩეულია წონასწორობის მდგომარეობა, ე.ი. ყველაზე სტაბილურიარსებობის ფორმა (აგრეგატული მდგომარეობა, მოლეკულური ფორმა) ქიმიური ელემენტი სტანდარტულ პირობებში, მაგალითად, ეს არის ელემენტები მყარ მდგომარეობაში - ტყვია,  ნახშირბადი გრაფიტის სახით, თხევადში - ვერცხლისწყალი და ბრომი, აირისებრი აზოტის ან ქლორის ორატომური მოლეკულები, ერთატომური კეთილშობილი აირები და სხვ.

სტანდარტული აღნიშვნა

ნებისმიერი თერმოდინამიკური თვისების აღსანიშნავად, რომელიც გამოითვლება სტანდარტული წნევით სტანდარტული მნიშვნელობიდან და ამიტომ ე.წ სტანდარტული ქონება, გამოყენებულია სიმბოლოს ზედა მარჯვენა ინდექსი 0 (ნული). რომ ქონება დათვლილია შერჩეული სტანდარტიდან, რომელიც მითითებულია თერმოდინამიკური ფუნქციის ალგებრული სიმბოლოს წინ „“ ნიშნით. ტემპერატურა, რომელიც შეესაბამება ფუნქციის მნიშვნელობას, ხშირად მოცემულია, როგორც მარჯვენა ხელმოწერა. Მაგალითად, სტანდარტული ენთალპიანივთიერებები 298.15 K-ზე აღინიშნება როგორც

ცალკეული ნივთიერებების სტანდარტული ენთალპიები მიიღება, როგორც მათი წარმოქმნის სიცხეები ქიმიური რეაქციების შედეგად სტანდარტული ნივთიერებებისგან სტანდარტულ მდგომარეობაში. ამიტომ, თერმოდინამიკური ფუნქციები ზოგჯერ აღინიშნება ინდექსის გამოყენებით ვ(ინგლისურიდან ფორმირება- განათლება):

ენთალპიისგან განსხვავებით, ენტროპიისთვის მისი აბსოლუტური მნიშვნელობა გამოითვლება ნებისმიერ ტემპერატურაზე. ამრიგად, ენტროპიის აღნიშვნაში არ არის "" ნიშანი:
სტანდარტული ენტროპიანივთიერებები 298,15 K, სტანდარტული ენტროპია ტემპერატურაზე თ.

ნივთიერების სტანდარტული თვისებები სტანდარტულ პირობებში, ე.ი. სტანდარტული თერმოდინამიკური ფუნქციებიშეჯამებულია თერმოქიმიური რაოდენობების ცხრილებში და გამოქვეყნებულია როგორც ცალკეული ნივთიერებების თერმოქიმიური რაოდენობების სახელმძღვანელოები.

იზობარული პროცესები ყველაზე ხშირად გვხვდება რეალობაში, რადგან ტექნოლოგიური პროცესები, როგორც წესი, ხორციელდება მოწყობილობებში, რომლებიც აკავშირებენ ატმოსფეროს. ამიტომ, თერმოქიმიური მონაცემების საცნობარო წიგნები უმეტესწილად შეიცავს, როგორც აუცილებელი და საკმარისიინფორმაცია ნებისმიერი თერმოდინამიკური ფუნქციის, რაოდენობის გამოსათვლელად

თუ ცნობილია სტანდარტული აბსოლუტური ენტროპიისა და წარმოქმნის ენთალპიის მნიშვნელობები, ასევე სითბოს სიმძლავრის დამოკიდებულება ტემპერატურაზეშესაძლებელია ყველა სხვა თერმოდინამიკური ფუნქციის მნიშვნელობების ან ცვლილებების გამოთვლა.