թերմոդինամիկական ստանդարտներ. Քիմիական թերմոդինամիկայի և կինետիկայի տարրեր Նյութի ստանդարտ վիճակ

Մետալուրգիական հաշվարկներում օգտագործվող հիմնական թերմոդինամիկական ֆունկցիաները ներքին էներգիան են դու,էթալպիա Հ, էնտրոպիա Ս, ինչպես նաև դրանց կարևորագույն համակցությունները՝ իզոբարային-իզոթերմային G = H - TSեւ isochoric-isothermal F=U-TSներուժ, կրճատված ներուժ F \u003d -G / T.

Համաձայն Ներնստի թեորեմի համար էնտրոպիաբնական հղման կետը զրոյական աստիճան է Քելվինի սանդղակի վրա, որի դեպքում բյուրեղային նյութերի էնտրոպիաները հավասար են զրոյի: Հետևաբար, ֆորմալ տեսանկյունից, սկզբունքորեն, միշտ կարելի է չափել կամ հաշվարկել էնտրոպիայի բացարձակ արժեքը և օգտագործել այն քանակական թերմոդինամիկական գնահատումների համար։ Այսինքն, էնտրոպիան որևէ դժվարություն չի առաջացնում թվային թերմոդինամիկական հաշվարկներ կատարելու պրակտիկայում:

Եվ ահա ներքին էներգիաչունի բնական ծագում, և դրա բացարձակ արժեքը պարզապես գոյություն չունի։ Նույնը վերաբերում է բոլոր մյուս թերմոդինամիկական ֆունկցիաներին կամ պոտենցիալներին, քանի որ դրանք գծայինորեն կապված են ներքին էներգիայի հետ.

H = U + PV;

F = U - TS;

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

Ֆ= -G/T = S - H/T = S -(U+PV)/Տ.

Հետեւաբար, արժեքները U, H, F, GԵվ Ֆթերմոդինամիկական համակարգը հղման կետի անորոշության պատճառով կարող է հաստատվել միայն մինչև հաստատունները: Այս փաստը հիմնարար բարդությունների չի հանգեցնում, քանի որ բոլոր կիրառական խնդիրների լուծման համար բավական է իմանալփոփոխություն քանակներըթերմոդինամիկ գործառույթներ ջերմաստիճանը, ճնշումը, ծավալը փոխելու ժամանակ, փուլային և քիմիական փոխակերպումների ժամանակ:

Բայց իրական հաշվարկներ իրականացնելու համար անհրաժեշտ էր որոշակի համաձայնագրեր (ստանդարտներ) ընդունել որոշակի հաստատունների միանշանակ ընտրության վերաբերյալ և սահմանել բնության մեջ հայտնաբերված բոլոր նյութերի թերմոդինամիկ ֆունկցիաների սկզբնական արժեքների հաշվարկման միասնական կանոններ: Ջերմոդինամիկական ֆունկցիաների գծային կախվածության շնորհիվ Հ, Ֆ, Գ, Ֆներքին էներգիայից U Սա բավականկատարել այս գործառույթներից միայն մեկի համար: իրական էր արժեքների միասնական ծագումէթալպիա . Հասցրեց զրոյական արժեք տալով որոշակի նյութերի էթալպիային որոշակի վիճակներում ճշգրիտ սահմանված ֆիզիկական պայմաններում,որոնք կրում են անունը ստանդարտ նյութեր, ստանդարտ պայմաններԵվ ստանդարտ պետություններ.

Ստորև ներկայացված է Մաքուր և կիրառական քիմիայի միջազգային միության (IUPAC) թերմոդինամիկայի միջազգային հանձնաժողովի կողմից առաջարկված քննարկվող կոնվենցիաների ամենատարածված փաթեթը: Այս հավաքածուն կարելի է անվանել թերմոդինամիկական ստանդարտներ, ինչպես գործնականում հաստատված է քիմիական թերմոդինամիկայի ժամանակակից գրականության մեջ։

Ստանդարտ պայմաններ

Համաձայն Ներնստի թեորեմի՝ էնտրոպիայի համար բնական հղման կետը կամ բնական ստանդարտ ջերմաստիճանը զրո աստիճան է Քելվինի սանդղակի վրա, որի դեպքում նյութերի էնտրոպիաները զրո են։ Հիմնականում ԽՍՀՄ-ում հրատարակված որոշ տեղեկատու գրքերում ստանդարտ ջերմաստիճանը 0 Կ է: Չնայած ֆիզիկական և մաթեմատիկական տեսանկյունից մեծ տրամաբանությանը, այս ջերմաստիճանը լայնորեն չի օգտագործվում որպես ստանդարտ: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ցածր ջերմաստիճաններում ջերմային հզորության կախվածությունը ջերմաստիճանից շատ բարդ է, և դրա համար հնարավոր չէ օգտագործել բավականաչափ պարզ բազմանդամ մոտավորություններ։

Ստանդարտ ֆիզիկական պայմանները համապատասխանում են 1 ատմ ճնշմանը(1 ֆիզիկական մթնոլորտ = 1,01325 բար)եւ ջերմաստիճանը 298,15 Կ(25° ՀԵՏ) Ենթադրվում է, որ նման պայմանները առավել համահունչ են քիմիական լաբորատորիաների իրական ֆիզիկական պայմաններին, որտեղ իրականացվում են ջերմաքիմիական չափումներ:

Ստանդարտ նյութեր

Բնության մեջ բոլոր մեկուսացված, անկախ նյութերը, որոնք թերմոդինամիկայում կոչվում են անհատական , կազմված են Դ.Ի. Մենդելեևի աղյուսակի մաքուր տարրերից կամ ստացվում են նրանց միջև քիմիական ռեակցիաներով։ Ահա թե ինչու բավարար պայմանՋերմոդինամիկական մեծությունների համար հղման շրջանակ ստեղծելը միայն քիմիական տարրերի համար էնթալպիաների ընտրությունն է որպես պարզ նյութեր. Ընդունված է, որ բոլոր տարրերի էթալպիաներն իրենց ստանդարտ վիճակներում զրոյական են ստանդարտ պայմաններում – ջերմաստիճանը և ճնշումը. Ուստի թերմոդինամիկայի մեջ քիմիական տարրերը նույնպես կոչվում են ստանդարտ նյութեր.

Բոլոր մյուս նյութերը համարվում են միացություններ, որոնք ստացվում են ստանդարտ նյութերի միջև քիմիական ռեակցիաների արդյունքում (քիմիական տարրեր ստանդարտ վիճակում) Նրանք կոչվում են « առանձին նյութեր «. Քիմիական միացությունների (ինչպես նաև ոչ ստանդարտ վիճակներում գտնվող տարրերի) էթալպիաների մեկնարկային կետը ստանդարտ նյութերից դրանց առաջացման ռեակցիայի էթալպիայի արժեքն է, կարծես թե իրականացվում է ստանդարտ պայմաններում: Իրականում, իհարկե, , ռեակցիայի ջերմային էֆեկտը (էնթալպիա) որոշվում է փորձարարորեն իրական պայմաններում, այնուհետև վերահաշվարկվում է ստանդարտ պայմաններում։ Այս արժեքը վերցված է որպես ձևավորման ստանդարտ էթալպիա քիմիական միացություն որպես առանձին նյութ.

Գործնական հաշվարկներում պետք է հիշել, որ ջերմաքիմիայում որպես ստանդարտ ընդունված է հետևյալը. նշանի կանոն բնութագրել էթալպիան. Եթե ​​քիմիական միացության առաջացման ժամանակ տաք առանձնանում էընտրված է նշանը մինուս” - ջերմությունը կորցնում է համակարգին իզոթերմային գործընթացի ընթացքում: Եթե ​​ջերմություն է անհրաժեշտ քիմիական միացություն առաջացնելու համար կլանվածընտրված է նշանը գումարած” - ջերմությունը համակարգին մատակարարվում է շրջակա միջավայրից՝ իզոթերմությունը պահպանելու համար:

Ստանդարտ պետություններ

Նման վիճակի համար ընտրվում է հավասարակշռության վիճակը, այսինքն. առավել կայունգոյության ձև (համախառն վիճակ, մոլեկուլային ձև) քիմիական տարր ստանդարտ պայմաններում Օրինակ՝ սրանք պինդ վիճակում գտնվող տարրեր են՝ կապար,  ածխածինը գրաֆիտի տեսքով, հեղուկում՝ սնդիկ և բրոմ, գազային ազոտի կամ քլորի երկատոմային մոլեկուլներ, միատոմ ազնիվ գազեր և այլն։

Ստանդարտ նշումներ

Նշել ցանկացած թերմոդինամիկական հատկություն, որը հաշվարկվում է ստանդարտ ճնշման տակ ստանդարտ արժեքից և, հետևաբար, կոչվում է ստանդարտ գույք, օգտագործվում է նիշի վերին աջ ինդեքսը 0 (զրո): Որ գույքը հետհաշվարկված է ընտրված ստանդարտից, որը նշվում է «» նշանով թերմոդինամիկական ֆունկցիայի հանրահաշվական նշանի դիմաց: Ֆունկցիայի արժեքին համապատասխանող ջերմաստիճանը հաճախ տրվում է որպես ճիշտ ենթագիր։ Օրինակ, ստանդարտ էթալպիանյութերը 298,15 K-ում նշվում է որպես

Առանձին նյութերի ստանդարտ էթալպիաները ընդունվում են որպես ստանդարտ վիճակում գտնվող ստանդարտ նյութերից քիմիական ռեակցիաների արդյունքում դրանց առաջացման ջերմություններ: Հետևաբար, թերմոդինամիկական ֆունկցիաները երբեմն նշվում են ինդեքսի միջոցով զ(անգլերենից կազմում- կրթություն):

Ի տարբերություն էնթալպիայի, էնտրոպիայի համար դրա բացարձակ արժեքը հաշվարկվում է ցանկացած ջերմաստիճանում։ Հետևաբար, էնտրոպիայի նշանակման մեջ «» նշան չկա.
ստանդարտ էնտրոպիանյութեր 298,15 Կ, ստանդարտ էնտրոպիա ջերմաստիճանում Տ.

Նյութերի ստանդարտ հատկությունները ստանդարտ պայմաններում, այսինքն. ստանդարտ թերմոդինամիկական գործառույթներամփոփված է ջերմաքիմիական քանակների աղյուսակներում և հրապարակված որպես առանձին նյութերի ջերմաքիմիական քանակությունների ձեռնարկներ.

Իզոբարային պրոցեսներն ամենից հաճախ հանդիպում են իրականում, քանի որ տեխնոլոգիական գործընթացները հակված են իրականացնել մթնոլորտի հետ հաղորդակցվող սարքերում: Հետևաբար, ջերմաքիմիական տվյալների տեղեկատու գրքերը մեծ մասամբ պարունակում են, ինչպես անհրաժեշտ և բավարարտեղեկատվություն ցանկացած թերմոդինամիկական ֆունկցիայի, քանակի հաշվարկման համար

Եթե ​​հայտնի են ստանդարտ բացարձակ էնտրոպիայի և ձևավորման էնթալպիայի արժեքները, ինչպես նաև ջերմային հզորության կախվածությունը ջերմաստիճանից, հնարավոր է հաշվարկել բոլոր մյուս թերմոդինամիկական ֆունկցիաների արժեքները կամ փոփոխությունները։

Երկար ժամանակ ֆիզիկոսները և այլ գիտությունների ներկայացուցիչները ունեին նկարագրելու այն, ինչ նկատում էին իրենց փորձերի ընթացքում։ Կոնսենսուսի բացակայությունը և «կապույտից» վերցված մեծ թվով տերմինների առկայությունը գործընկերների միջև տարակուսանքի և թյուրիմացության պատճառ դարձան: Ժամանակի ընթացքում ֆիզիկայի յուրաքանչյուր ճյուղ ձեռք բերեց իր սահմանված սահմանումները և չափման միավորները: Ահա թե ինչպես են ի հայտ եկել թերմոդինամիկական պարամետրերը, որոնք բացատրում են համակարգի մակրոսկոպիկ փոփոխությունների մեծ մասը։

Սահմանում

Վիճակի պարամետրերը կամ թերմոդինամիկական պարամետրերը ֆիզիկական մեծությունների շարք են, որոնք բոլորը միասին և յուրաքանչյուրն առանձին կարող են բնութագրել դիտարկվող համակարգը։ Դրանք ներառում են այնպիսի հասկացություններ, ինչպիսիք են.

• ջերմաստիճան և ճնշում;
• համակենտրոնացում, մագնիսական ինդուկցիա;
• էնտրոպիա;
• էթալպիա;
• Գիբսի և Հելմհոլցի էներգիաները և շատ ուրիշներ:

Կան ինտենսիվ և ծավալուն պարամետրեր: Ընդարձակ են նրանք, որոնք ուղղակիորեն կախված են թերմոդինամիկական համակարգի զանգվածից, իսկ ինտենսիվ են նրանք, որոնք որոշվում են այլ չափանիշներով։ Բոլոր պարամետրերը հավասարապես անկախ չեն, հետևաբար, համակարգի հավասարակշռության վիճակը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է միանգամից մի քանի պարամետր որոշել:

Բացի այդ, ֆիզիկոսների մեջ կան որոշ տերմինաբանական տարաձայնություններ։ Նույն ֆիզիկական բնութագիրը տարբեր հեղինակների կողմից կարող է կոչվել կա՛մ գործընթաց, կա՛մ կոորդինատ, կա՛մ քանակ, կա՛մ պարամետր, կա՛մ պարզապես հատկություն: Ամեն ինչ կախված է նրանից, թե ինչ բովանդակությամբ է այն օգտագործում գիտնականը։ Բայց որոշ դեպքերում կան ստանդարտացված առաջարկություններ, որոնց պետք է հետևեն փաստաթղթերը, դասագրքերը կամ պատվերները կազմողները:

Դասակարգում

Ջերմոդինամիկական պարամետրերի մի քանի դասակարգում կա. Այսպիսով, առաջին պարբերության հիման վրա արդեն հայտնի է, որ բոլոր քանակությունները կարելի է բաժանել.

• ընդարձակ (հավելում) - նման նյութերը ենթարկվում են հավելման օրենքին, այսինքն, դրանց արժեքը կախված է բաղադրիչների քանակից.
• ինտենսիվ - դրանք կախված չեն նրանից, թե որքան նյութ է վերցվել ռեակցիայի համար, քանի որ փոխազդեցության ընթացքում դրանք հավասարեցված են:

Ելնելով այն պայմաններից, որոնցում գտնվում են համակարգը կազմող նյութերը, քանակները կարելի է բաժանել նրանց, որոնք նկարագրում են փուլային ռեակցիաները և քիմիական ռեակցիաները։ Բացի այդ, պետք է հաշվի առնել ռեակտիվները: Դրանք կարող են լինել.

• ջերմամեխանիկական;
• ջերմաֆիզիկական;
• ջերմաքիմիական.

Բացի այդ, ցանկացած թերմոդինամիկական համակարգ կատարում է որոշակի գործառույթ, ուստի պարամետրերը կարող են բնութագրել ռեակցիայի արդյունքում ստացված աշխատանքը կամ ջերմությունը, ինչպես նաև թույլ են տալիս հաշվարկել մասնիկների զանգվածը փոխանցելու համար անհրաժեշտ էներգիան:

Պետական ​​փոփոխականներ

Ցանկացած համակարգի վիճակը, ներառյալ թերմոդինամիկական, կարող է որոշվել նրա հատկությունների կամ բնութագրերի համադրությամբ: Բոլոր փոփոխականները, որոնք ամբողջությամբ որոշվում են միայն որոշակի պահին և կախված չեն նրանից, թե ինչպես է համակարգը հասել այս վիճակին, կոչվում են վիճակի կամ վիճակի ֆունկցիաների թերմոդինամիկական պարամետրեր (փոփոխականներ):

Համակարգը համարվում է անշարժ, եթե փոփոխական ֆունկցիաները ժամանակի ընթացքում չեն փոխվում: Տարբերակներից մեկը թերմոդինամիկական հավասարակշռությունն է: Համակարգի ցանկացած, նույնիսկ ամենափոքր փոփոխությունն արդեն գործընթաց է, և այն կարող է պարունակել մեկից մինչև մի քանի փոփոխական թերմոդինամիկ վիճակի պարամետրեր: Այն հաջորդականությունը, որով համակարգի վիճակները շարունակաբար անցնում են միմյանց մեջ, կոչվում է «գործընթացի ուղի»:

Ցավոք, դեռևս շփոթություն կա տերմինների հետ, քանի որ նույն փոփոխականը կարող է լինել ինչպես անկախ, այնպես էլ մի քանի համակարգի գործառույթների ավելացման արդյունք: Ուստի այնպիսի տերմիններ, ինչպիսիք են «state function», «state parameter», «state variable» կարող են համարվել հոմանիշներ։

Ջերմաստիճանը

Թերմոդինամիկական համակարգի վիճակի անկախ պարամետրերից մեկը ջերմաստիճանն է։ Այն մեծություն է, որը բնութագրում է հավասարակշռության մեջ գտնվող թերմոդինամիկական համակարգում մասնիկների միավորի կինետիկ էներգիայի քանակը։

Եթե ​​հասկացության սահմանմանը մոտենանք թերմոդինամիկայի տեսանկյունից, ապա ջերմաստիճանը հակադարձ համեմատական ​​արժեք է համակարգին ջերմություն (էներգիա) ավելացնելուց հետո էնտրոպիայի փոփոխությանը։ Երբ համակարգը գտնվում է հավասարակշռության մեջ, ջերմաստիճանի արժեքը նույնն է նրա բոլոր «մասնակիցների» համար։ Եթե ​​կա ջերմաստիճանի տարբերություն, ապա էներգիան արտազատվում է ավելի տաք մարմնի կողմից և կլանվում է ավելի սառը մարմնի կողմից:

Կան թերմոդինամիկական համակարգեր, որոնցում էներգիայի ավելացման դեպքում անկարգությունը (էնտրոպիան) ոչ թե մեծանում է, այլ, ընդհակառակը, նվազում է։ Բացի այդ, եթե նման համակարգը փոխազդում է մարմնի հետ, որի ջերմաստիճանը ավելի մեծ է, քան իր ջերմաստիճանը, ապա այն կզիջի իր կինետիկ էներգիան այս մարմնին, և ոչ թե հակառակը (թերմոդինամիկայի օրենքների հիման վրա):

Ճնշում

Ճնշումը մեծություն է, որը բնութագրում է մարմնի վրա ազդող ուժը, որն ուղղահայաց է նրա մակերեսին: Այս պարամետրը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է ուժի ամբողջ քանակությունը բաժանել օբյեկտի տարածքի վրա: Այս ուժի միավորները կլինեն պասկալները։

Թերմոդինամիկական պարամետրերի դեպքում գազը զբաղեցնում է իրեն հասանելի ողջ ծավալը, և, բացի այդ, այն կազմող մոլեկուլները անընդհատ շարժվում են պատահականորեն և բախվում միմյանց և այն նավի հետ, որտեղ գտնվում են։ Հենց այդ ազդեցություններն են որոշում նյութի ճնշումը նավի պատերի կամ գազի մեջ դրված մարմնի վրա։ Ուժը տարածվում է բոլոր ուղղություններով հավասարապես հենց մոլեկուլների անկանխատեսելի շարժման պատճառով։ Ճնշումը բարձրացնելու համար անհրաժեշտ է բարձրացնել համակարգի ջերմաստիճանը և հակառակը։

Ներքին էներգիա

Հիմնական թերմոդինամիկական պարամետրերը, որոնք կախված են համակարգի զանգվածից, ներառում են ներքին էներգիան: Այն բաղկացած է նյութի մոլեկուլների շարժման հետևանքով առաջացած կինետիկ էներգիայից, ինչպես նաև պոտենցիալ էներգիայից, որն առաջանում է, երբ մոլեկուլները փոխազդում են միմյանց հետ։

Այս պարամետրը միանշանակ է: Այսինքն՝ ներքին էներգիայի արժեքը հաստատուն է, երբ համակարգը գտնվում է ցանկալի վիճակում՝ անկախ նրանից, թե ինչպես է այն (վիճակը) հասել։

Անհնար է փոխել ներքին էներգիան։ Դա համակարգի կողմից արտանետվող ջերմության և այն աշխատանքի գումարն է: Որոշ գործընթացների համար հաշվի են առնվում այլ պարամետրեր, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը, էնտրոպիան, ճնշումը, պոտենցիալը և մոլեկուլների քանակը։

Էնտրոպիա

Թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը ասում է, որ էնտրոպիան չի նվազում։ Մեկ այլ ձևակերպում պնդում է, որ էներգիան երբեք ավելի ցածր ջերմաստիճան ունեցող մարմնից չի անցնում ավելի տաք: Սա, իր հերթին, հերքում է հավերժական շարժման մեքենայի ստեղծման հնարավորությունը, քանի որ անհնար է մարմնին հասանելի ողջ էներգիան տեղափոխել աշխատանքի։

Հենց «էնտրոպիա» հասկացությունը գործածության մեջ մտավ 19-րդ դարի կեսերին։ Այնուհետև այն ընկալվեց որպես ջերմության քանակի փոփոխություն դեպի համակարգի ջերմաստիճան։ Բայց նման սահմանումը վերաբերում է միայն այն գործընթացներին, որոնք մշտապես գտնվում են հավասարակշռության վիճակում: Այստեղից կարող ենք անել հետևյալ եզրակացությունը՝ եթե համակարգը կազմող մարմինների ջերմաստիճանը հակված է զրոյի, ապա էնտրոպիան հավասար կլինի զրոյի։

Էնտրոպիան որպես գազի վիճակի թերմոդինամիկական պարամետր օգտագործվում է որպես պատահականության, մասնիկների շարժման պատահականության չափման ցուցիչ։ Օգտագործվում է որոշակի տարածքում և անոթում մոլեկուլների բաշխվածությունը որոշելու կամ նյութի իոնների փոխազդեցության էլեկտրամագնիսական ուժը հաշվարկելու համար։

Էնթալպիա

Էնթալպիան այն էներգիան է, որը մշտական ​​ճնշման դեպքում կարող է վերածվել ջերմության (կամ աշխատանքի): Սա հավասարակշռության վիճակում գտնվող համակարգի ներուժն է, եթե հետազոտողը գիտի էնտրոպիայի մակարդակը, մոլեկուլների քանակը և ճնշումը։

Եթե ​​նշվում է իդեալական գազի թերմոդինամիկական պարամետրը, էնթալպիայի փոխարեն օգտագործվում է «ընդլայնված համակարգի էներգիա» ձևակերպումը։ Որպեսզի մեզ ավելի հեշտ բացատրենք այս արժեքը, մենք կարող ենք պատկերացնել գազով լցված անոթ, որը միատեսակ սեղմված է մխոցով (օրինակ՝ ներքին այրման շարժիչով): Այս դեպքում էնթալպիան հավասար կլինի ոչ միայն նյութի ներքին էներգիային, այլև այն աշխատանքին, որը պետք է արվի համակարգը անհրաժեշտ վիճակի բերելու համար։ Այս պարամետրը փոխելը կախված է միայն համակարգի սկզբնական և վերջնական վիճակից, և այն ձեռք բերելու ձևը նշանակություն չունի:

Գիբսի էներգիան

Թերմոդինամիկական պարամետրերը և գործընթացները, մեծ մասամբ, կապված են համակարգը կազմող նյութերի էներգետիկ ներուժի հետ։ Այսպիսով, Գիբսի էներգիան համարժեք է համակարգի ընդհանուր քիմիական էներգիային։ Այն ցույց է տալիս, թե ինչ փոփոխություններ են տեղի ունենալու քիմիական ռեակցիաների ընթացքում և արդյոք նյութերն ընդհանրապես փոխազդելու են:

Ռեակցիայի ընթացքում համակարգի էներգիայի և ջերմաստիճանի քանակի փոփոխությունը ազդում է այնպիսի հասկացությունների վրա, ինչպիսիք են էնթալպիան և էնտրոպիան: Այս երկու պարամետրերի տարբերությունը կկոչվի Գիբսի էներգիա կամ իզոբար-իզոթերմալ պոտենցիալ։

Այս էներգիայի նվազագույն արժեքը նկատվում է, եթե համակարգը գտնվում է հավասարակշռության մեջ, և նրա ճնշումը, ջերմաստիճանը և նյութի քանակը մնում են անփոփոխ:

Հելմհոլցի էներգիա

Հելմհոլցի էներգիան (ըստ այլ աղբյուրների՝ պարզապես ազատ էներգիա) էներգիայի այն պոտենցիալ քանակությունն է, որը կկորցնի համակարգը, երբ փոխազդում է դրա մաս չհանդիսացող մարմինների հետ:

Հելմհոլցի ազատ էներգիա հասկացությունը հաճախ օգտագործվում է որոշելու համար, թե ինչ առավելագույն աշխատանք կարող է կատարել համակարգը, այսինքն՝ որքան ջերմություն է արտազատվում, երբ նյութերը փոխվում են մի վիճակից մյուսը:

Եթե ​​համակարգը գտնվում է թերմոդինամիկական հավասարակշռության մեջ (այսինքն՝ ոչ մի աշխատանք չի կատարում), ապա ազատ էներգիայի մակարդակը նվազագույն է։ Սա նշանակում է, որ այլ պարամետրերի փոփոխություններ, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը, ճնշումը և մասնիկների քանակությունը, նույնպես չեն տեղի ունենում:

ՔԻՄԻԱԿԱՆ ՋԵՐՄՈԴԻՆԱՄԻԿԱՅԻ ԵՎ ԿԻՆԵՏԻԿԱՅԻ ՏԱՐՐԵՐԸ

Ջերմոդինամիկական համակարգեր՝ համակարգերի (մեկուսացված, փակ, բաց) և գործընթացների (իզոթերմային, իզոբարային, իզոխորային) սահմանում, դասակարգում։ Ստանդարտ վիճակ.

Թերմոդինամիկա -դա գիտություն էէներգիայի արտազատմամբ, կլանմամբ և փոխակերպմամբ ուղեկցվող գործընթացների ընթացքի ընդհանուր օրենքների ուսումնասիրություն։

Քիմիական թերմոդինամիկաուսումնասիրում է քիմիական էներգիայի և դրա այլ ձևերի փոխադարձ փոխակերպումները՝ ջերմային, լուսային, էլեկտրական և այլն, սահմանում է այդ անցումների քանակական օրենքները, ինչպես նաև թույլ է տալիս կանխատեսել նյութերի կայունությունը տվյալ պայմաններում և որոշակի քիմիական մեջ մտնելու նրանց կարողությունը։ ռեակցիաներ. Ջերմաքիմիան, որը քիմիական թերմոդինամիկայի ճյուղ է, ուսումնասիրում է քիմիական ռեակցիաների ջերմային ազդեցությունները։

Թերմոդինամիկական դիտարկման օբյեկտը կոչվում է թերմոդինամիկական համակարգ կամ պարզապես համակարգ։

Համակարգ - բնության ցանկացած օբյեկտ, որը բաղկացած է մեծ թվով մոլեկուլներից (կառուցվածքային միավորներից) և առանձնացված բնության այլ օբյեկտներից իրական կամ երևակայական սահմանային մակերեսով (ինտերֆեյս):

Համակարգի վիճակը համակարգի հատկությունների մի շարք է, որը թույլ է տալիս համակարգը սահմանել թերմոդինամիկայի տեսանկյունից:

Ջերմոդինամիկական համակարգերի տեսակները.

I. Ըստ շրջակա միջավայրի հետ նյութի և էներգիայի փոխանակման.

Մեկուսացված համակարգ - չի փոխանակում նյութը կամ էներգիան շրջակա միջավայրի հետ (Δm = 0; ΔE = 0) - թերմոս, Dewar անոթ:

Ադիաբատիկորեն մեկուսացված - Հնարավոր չէ ջերմային էներգիա փոխանակել արտաքին միջավայրի հետ, հնարավոր է նյութի փոխանակում:

2. Փակ համակարգ - չի փոխանակվում շրջակա միջավայրի հետ որպես նյութ, բայց կարող է էներգիա փոխանակել (փակ կոլբը ռեագենտներով):

3. Բաց համակարգ – կարող է փոխանակել թե՛ նյութը, թե՛ էներգիան շրջակա միջավայրի (մարդու մարմնի) հետ։

Նույն համակարգը կարող է լինել տարբեր նահանգներում: Համակարգի յուրաքանչյուր վիճակ բնութագրվում է թերմոդինամիկական պարամետրերի որոշակի արժեքներով: Թերմոդինամիկական պարամետրերը ներառում են ջերմաստիճան, ճնշում, խտություն, կոնցենտրացիան և այլն: Գոնե մեկ թերմոդինամիկական պարամետրի փոփոխությունը հանգեցնում է ընդհանուր համակարգի վիճակի փոփոխության: Եթե ​​թերմոդինամիկական պարամետրերը հաստատուն են համակարգի բոլոր կետերում (ծավալ), ապա համակարգի թերմոդինամիկական վիճակը կոչվում է հավասարակշռություն։

II. Ըստ համախմբման վիճակի՝

1. Միատարր - համակարգի մի տարածքից մյուսին անցնելու ընթացքում ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների կտրուկ փոփոխությունների բացակայությունը (դրանք բաղկացած են մեկ փուլից):

2. Հետերոգեն - երկու կամ ավելի միատարր համակարգեր մեկում (բաղկացած է երկու կամ ավելի փուլերից):

Փուլը համակարգի մի մասն է, որը միատարր է կազմի և հատկությունների բոլոր կետերում և բաժանված է համակարգի այլ մասերից միջերեսով: Միատարր համակարգի օրինակ է ջրային լուծույթը: Բայց եթե լուծույթը հագեցած է, և անոթի հատակում կան աղի բյուրեղներ, ապա դիտարկվող համակարգը տարասեռ է (կա փուլային սահման): Պարզ ջուրը համասեռ համակարգի ևս մեկ օրինակ է, բայց դրա մեջ լողացող սառույցով ջուրը տարասեռ համակարգ է:

Փուլային անցում - փուլային փոխակերպումներ (սառույցի հալում, ջրի եռում):

Թերմոդինամիկ գործընթաց- անցում թերմոդինամիկ համակարգմի պետությունից մյուսը, որը միշտ կապված է խախտման հետ հավասարակշռությունհամակարգեր։

Օրինակ, նավի մեջ պարունակվող գազի ծավալը նվազեցնելու համար հարկավոր է շարժել մխոցը: Այս դեպքում գազը կսեղմվի և, առաջին հերթին, մխոցի մոտ գազի ճնշումը կբարձրանա՝ կխախտվի հավասարակշռությունը։ Որքան մեծ կլինի անհավասարակշռությունը, այնքան ավելի արագ կշարժվի մխոցը: Եթե ​​մխոցը շարժվում է շատ դանդաղ, ապա հավասարակշռությունը փոքր-ինչ խախտվում է, և ճնշումը տարբեր կետերում քիչ է տարբերվում գազի տվյալ ծավալին համապատասխանող հավասարակշռության արժեքից: Անսահման դանդաղ սեղմման սահմանում գազի ճնշումը ժամանակի յուրաքանչյուր պահին որոշակի արժեք կունենա։ Հետևաբար, գազի վիճակը միշտ կլինի հավասարակշռության մեջ, այնպես որ անսահման դանդաղ ընթացքը կազմված կլինի հավասարակշռության վիճակների հաջորդականությունից: Նման գործընթացը կոչվում է հավասարակշռություն կամ քվազի-ստատիկ.

Անսահման դանդաղ ընթացքը աբստրակցիա է: Գործնականում գործընթացը կարելի է համարել քվազի-ստատիկ, եթե այն այնքան դանդաղ է ընթանում, որ պարամետրերի արժեքների շեղումները հավասարակշռության արժեքներից աննշանորեն փոքր են: Հավասարակշռության գործընթացի ուղղությունը փոխելիս (օրինակ, գազի սեղմումը ընդլայնմամբ փոխարինելիս), համակարգը կանցնի նույն հավասարակշռության վիճակներով, ինչ առաջընթաց ընթացքով, բայց հակառակ հերթականությամբ: Հետևաբար, կոչվում են նաև հավասարակշռության գործընթացներ շրջելի. Այն գործընթացը, որով համակարգը վերադառնում է իր սկզբնական վիճակին մի շարք փոփոխություններից հետո կոչվում է շրջանաձև գործընթաց կամ ցիկլ. Թերմոդինամիկայի մեջ կարևոր դեր են խաղում հավասարակշռության վիճակ և շրջելի գործընթաց հասկացությունները։ Թերմոդինամիկայի բոլոր քանակական եզրակացությունները կիրառելի են միայն հավասարակշռության վիճակների և շրջելի գործընթացների համար:

Ջերմոդինամիկական գործընթացների դասակարգում.

Իզոթերմ - հաստատուն ջերմաստիճան - Տ= կոնստ

Իզոբարիկ - մշտական ​​ճնշում - էջ= կոնստ

Իզոխորիկ - հաստատուն ծավալ - Վ= կոնստ

Ադիաբատիկ - համակարգի և շրջակա միջավայրի միջև ջերմափոխանակություն չկա - դ Ք=0

ստանդարտ վիճակ-Վ քիմիական թերմոդինամիկաԳնահատման մեջ առանձին նյութերի և լուծույթների բաղադրիչների պայմանականորեն ընդունված վիճակները թերմոդինամիկական մեծություններ.

«Ստանդարտ վիճակների» ներդրման անհրաժեշտությունը պայմանավորված է նրանով, որ թերմոդինամիկական օրենքները ճշգրիտ չեն նկարագրում իրական նյութերի վարքը, երբ քանակական բնութագիրը ճնշումկամ կենտրոնացում. Ստանդարտ վիճակներն ընտրվում են հաշվարկների հարմարության նկատառումներից ելնելով, և դրանք կարող են փոխվել մի խնդրից մյուսին անցնելիս:

Ստանդարտ վիճակներում թերմոդինամիկական մեծությունների արժեքները կոչվում են «ստանդարտ» և վերնագրում նշվում են զրոյով, օրինակ՝ G0, H0, m0 համապատասխանաբար ստանդարտ են։ Գիբսի էներգիան, էթալպիա, քիմիական ներուժնյութեր. Ճնշման փոխարեն թերմոդինամիկական հավասարումներՀամար իդեալական գազերիսկ լուծումներն օգտագործում են փոփոխականություն, իսկ կենտրոնացման փոխարեն՝ ակտիվություն։

Ջերմոդինամիկայի հանձնաժողով Տեսական և կիրառական քիմիայի միջազգային միություն(IUPAC) ստանդարտ վիճակը սահմանել է որպես համեմատության համար պայմանականորեն ընտրված համակարգի վիճակ: Հանձնաժողովն առաջարկել է նյութերի հետևյալ ստանդարտ վիճակները.

Գազային փուլի համար սա (ենթադրյալ) վիճակն է քիմիապես մաքուր նյութգազային փուլում 100 կՊա ստանդարտ ճնշման դեպքում (մինչև 1982 թվականը՝ 1 ստանդարտ մթնոլորտ, 101,325 Պա, 760 մմ ս.ս.), ենթադրելով հատկությունների առկայություն. իդեալական գազ.

Մաքուր փուլի, խառնուրդի կամ լուծիչի համար հեղուկ կամ պինդ վիճակում ագրեգացման վիճակ- Սա քիմիապես մաքուր նյութի վիճակն է հեղուկ կամ պինդ փուլում ստանդարտ ճնշման ներքո:

Լուծման համար սա ստանդարտի հետ լուծված նյութի (ենթադրյալ) վիճակն է molality 1 մոլ/կգ, ստանդարտ ճնշման կամ ստանդարտ կոնցենտրացիայի պայմաններում՝ ելնելով այն պայմաններից, որ լուծույթը նոսրացվում է անորոշ ժամանակով:

Քիմիապես մաքուր նյութի համար այն լավ սահմանված, բայց կամայական, ստանդարտ ճնշման տակ ագրեգացման լավ սահմանված վիճակում գտնվող նյութ է:

Ստանդարտ վիճակի IUPAC սահմանումը չի ներառում ստանդարտ ջերմաստիճան, չնայած հաճախ խոսում են ստանդարտ ջերմաստիճանի մասին, որը կազմում է 25 °C (298,15 Կ):

7. Ռեակցիայի արագությունը՝ միջին և ճշմարիտ: Ակտիվ զանգվածների օրենքը.

Ջերմոդինամիկական համակարգեր՝ համակարգերի (մեկուսացված, փակ, բաց) և գործընթացների (իզոթերմային, իզոբարային, իզոխորային) սահմանում, դասակարգում։ Ստանդարտ վիճակ.

Մենք ունենք ամենամեծ տեղեկատվական բազան RuNet-ում, այնպես որ դուք միշտ կարող եք գտնել նմանատիպ հարցումներ

Ռեակցիայի արագության կախվածությունը կոնցենտրացիայից: Ռեակցիայի տարրական ակտի մոլեկուլյարությունը. Ռեակցիայի կարգը. Առաջին և զրոյական կարգի ռեակցիաների կինետիկ հավասարումներ. կես կյանք.

Ռեակցիայի արագության կախվածությունը ջերմաստիճանից: Ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանի գործակիցը և դրա առանձնահատկությունները կենսաքիմիական գործընթացների համար: Ակտիվացման էներգիա.

Կատալիզը միատարր է և տարասեռ։ ֆերմենտային կատալիզ. Միքայելիս-Մենտենի հավասարումը.

քիմիական հավասարակշռություն. Հետադարձելի և անդառնալի ռեակցիաներ.

Mayo նվիրատվություն. Զբոսաշրջիկների ընտրություն. Տրանսպորտային միջոցների կայանման վայրի համար վճար

Հարկ վճարողները՝ ֆիզիկական և իրավաբանական անձինք, ներառյալ ոչ ռեզիդենտները, որպես «կյանքի անխորտակելի ակտերի» մասին:

Գյուղատնտեսություն

Մշակաբույսերի դասակարգումն ըստ բուսաբանական և կենսաբանական բնութագրերի. Ցանքատարածությունների կառուցվածքի ձևավորում. Գյուղատնտեսական տեխնոլոգիա. Կենսաբանական և բուսաբանական առանձնահատկությունները.

Վիռոբնիցիայի հիմունքները. Գործնական աշխատանք

Աշխատանքային կրթության մասնագիտությունների գծով ուսանողների նշանակումների վերնագիր 5.01010301 «Տեխնոլոգիական կրթություն». Հոդվածի օգնության գրքում տասներեք բնորոշ գործնական առաջադրանքներ թույլ են տալիս ձեզ խլել հիմնական սնուցման գիտելիքները և տարբեր ասպեկտները՝ կյանքը, հզորությունը և նյութերի մշակման եղանակները:

Նյութական պատասխանատվություն ականի և ընդունող անձի նկատմամբ ոտնձգության համար

Ընդունման անվտանգության տարրեր և հավասար համակարգեր. Անվտանգության պետ. Մուտքի ռեժիմի անվտանգություն: Ծայրահեղ հոգեբանություն.

Դասընթաց «Ռոբոտների հիմնում համակարգչի վրա» թեմայով՝ Windows OS-ի օբյեկտները. Կիև 2015 թ

Հեղինակ Քիմիական հանրագիտարան բ.բ. Ն.Ս.Զեֆիրով

ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿՔիմիական թերմոդինամիկայի մեջ՝ թերմոդինամիկական մեծությունները գնահատելիս որպես հղման վիճակ ընտրված համակարգի վիճակ։ Պետք է ընտրել ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՊԵՏԱԿԱՆ էջ. պայմանավորված այն հանգամանքով, որ քիմիական թերմոդինամիկայի շրջանակներում աբս. Գիբսի էներգիաների, քիմիական պոտենցիալների, էթալպիաների և այլ թերմոդինամիկական մեծությունների արժեքները տվյալ նյութի համար. կարգավորումը հնարավոր է միայն հարաբերությամբ. այս արժեքների արժեքները այս վիճակում՝ համեմատած ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՊԵՏԱԿԱՆՈՒՄ դրանց արժեքի հետ գ.

ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿ էջ. ընտրել հաշվարկների հարմարության նկատառումներով. այն կարող է փոխվել մեկ առաջադրանքից մյուսին անցնելիս: Ջերմոդինամիկական մեծությունների արժեքները ստանդարտ վիճակում p. կոչվում են ստանդարտ և սովորաբար նշվում են զրոյով դեպի վեր։ ինդեքս, օրինակ՝ G 0, H 0, m 0 - համապատասխանաբար ստանդարտ Գիբսի էներգիան, էնթալպիան, նյութի քիմիական ներուժը: Քիմիական ռեակցիայի համար D G 0 , D H 0 , D S 0 հավասար են համապատասխանաբար արձագանքող համակարգի G 0, H 0 և S 0 փոփոխություններին սկզբնական նյութերից ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿԻ անցնելու գործընթացում գ. ռեակցիայի արտադրանքներին ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՊԱՅՄԱՆՈՒՄ գ.

ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿ էջ. բնութագրվում է ստանդարտ պայմաններով՝ ճնշում p 0, ջերմաստիճան T 0, բաղադրություն (մոլային մասն x 0): IUPAC-ի թերմոդինամիկայի հանձնաժողովը (1975 թ.) ճանաչեց որպես հիմնական ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՊԵՏԱԿԱՆ էջ. բոլոր գազային նյութերի համար մաքուր նյութ (x 0 \u003d 1) իդեալական գազի վիճակում p 0 \u003d 1 ատմ (1,01 10 5 Պա) ճնշումով ցանկացած ֆիքսվածի համար: ջերմաստիճանը. Պինդ և հեղուկ նյութերի համար հիմնական ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿԸ c.-ն մաքուր (x 0 \u003d 1) նյութի վիճակն է արտաքին ճնշման տակ p 0 \u003d 1 ատմ: Սահմանմանը ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿ էջ. IUPAC T 0-ը ներառված չէ, չնայած հաճախ խոսում են 298,15 Կ ստանդարտ ջերմաստիճանի մասին:

Մն. 1 ատմ ճնշման գազերը չեն կարող համարվել իդեալական գազ։ ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿ էջ. այս դեպքերում ոչ թե իրական, այլ որոշ հիպոթետիկ: պետություն. Արվեստի նման. ընտրել ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿ էջ. Իդեալական գազի համար թերմոդինամիկական ֆունկցիաների հաշվարկների պարզության շնորհիվ։

Պարզ նյութերից քիմիական միացության ձևավորման գործընթացի համար թերմոդինամիկական տեղեկատուներում տրված են Գիբսի ստանդարտ էներգիաները, էնթալպիաները և էնտրոպիաները։

Այս արժեքները որոշելու համար ընտրվում են մի քանի պարզ նյութեր, որոնց համար, ըստ սահմանման, բավարարված են հետևյալ պայմանները՝ = 0, =0, = 0. Որպես ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿ գ. պարզ նյութերի համար տվյալ ջերմաստիճանում ընդունվում է տարրի կայուն փուլ և քիմիական վիճակ։ Այս վիճակը միշտ չէ, որ համընկնում է բնականի հետ. այսպես, ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿ էջ. պարզ նյութը ֆտորը բոլոր ջերմաստիճաններում մաքուր իդեալական գազ է 1 ատմ-ում, որը բաղկացած է F 2 մոլեկուլներից; այս դեպքում հաշվի չի առնվում F 2-ի տարանջատումը ատոմների մեջ: ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿ էջ. կարող է տարբեր լինել տարբեր ջերմաստիճանի միջակայքում: Na-ի համար, օրինակ, 0-ից մինչև T pl (370,86 K) ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՊԵՏԱԿԱՆ s. պարզ նյութ՝ մաքուր մետաղ։ Na ժամը 1 ատմ; T pl-ից մինչև T kip (1156,15 K) միջակայքում - մաքուր հեղուկ Na 1 ատմ; 1156,15 K-ից բարձր 1 ատմ տիրույթում իդեալական գազ է, որը բաղկացած է բացառապես Na ատոմներից: Այսպիսով, 370,86 K-ից ցածր պինդ NaF-ի առաջացման ստանդարտ էթալպիան համապատասխանում է Na (tv) + 1/2 F 2 = = NaF (tv) ռեակցիայի էթալպիայի փոփոխությանը և 370,86-1156,15 միջակայքում: K-ն համապատասխանում է Na (հեղուկ) + 1/2 F 2 = NaF (TB) ռեակցիայի էթալպիաների փոփոխությանը:

ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿ էջ. Ջրային լուծույթում իոն է ներմուծվում, որպեսզի փորձնականորեն որոշված ​​էնթալպիաները D aq H 0 (H 2 O) փոխարկվեն քիմիական միացության առաջացման էթալպիային: Այսպիսով, եթե հայտնի է KCl ջրում տարրալուծման ստանդարտ էնթալպիան, և D H 0 arr [K + , լուծում] և [Cl -, լուծույթ], համապատասխանաբար, K + և Cl իոնների առաջացման էթալպիան ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿՈՒՄ s. ջրային լուծույթում, ապա KCl-ի առաջացման ստանդարտ էնթալպիան կարելի է հաշվարկել հավասարմամբ՝ [KCl, TV] = = - D aq H 0 (H 2 0) + [K +, լուծույթ] + [Cl -, լուծում. ]։

Որպես ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿ p. իոնը ջրային լուծույթում, ըստ IUPAC-ի առաջարկությունների, վերցրեք այս իոնի վիճակը հիպոթետիկում: մեկ մոլային ջրային լուծույթ, որում խնդրո առարկա իոնի էթալպիան հավասար է նրա էթալպիային անսահման նոսր լուծույթում։ Բացի այդ, ենթադրվում է, որ H + իոնի առաջացման էթալպիան ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿՈՒՄ c., այսինքն. [H + , լուծում, H 2 O] զրոյական է: Արդյունքում հնարավոր է դառնում ստանալ լուծույթում այլ իոնների ձևավորման հարաբերական ստանդարտ էնթալպիաներ՝ հիմնվելով քիմիական միացությունների ձևավորման էթալպիաների առավել հուսալի (առանցքային) արժեքների վրա: Իր հերթին, լուծույթում իոնների ձևավորման էթալպիաների ստացված արժեքները ծառայում են քիմիական միացության առաջացման անհայտ էթալպիաների որոշմանը այն դեպքերում, երբ չափվում են տարրալուծման ստանդարտ էնթալպիաները:

ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿ էջ. Երկու և բազմաբաղադրիչ համակարգերի բաղադրիչները ներկայացվում են որպես հղման վիճակ թերմոդինամիկական գործողությունների, Գիբսի էներգիաների, էնթալպիաների, խառնման էնտրոպիայի հաշվարկման ժամանակ (ՍՏԱՆԴԱՐՏ ԿԱՐԳԻ վերջին երեք արժեքները հավասար են զրոյի): Հնարավոր է, այսպես կոչված, սիմետրիկ ընտրություն ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՊԵՏԱԿԱՆ Ս. բաղադրիչն օգտագործում է իր հիմնական ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՊԱՅՄԱՆՆԵՐԸ, ինչպես որոշվում է ըստ IUPAC-ի: Եթե ​​բազմաբաղադրիչ համակարգը հեղուկ է, ապա որպես ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿ գ. բաղադրիչները, վերցվում է դրանց հեղուկ վիճակը։ Այլընտրանք է ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՊԱՅՄԱՆՆԵՐԻ հակասիմետրիկ ընտրությունը, որտեղ լուծիչը պահվում է ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿԸ՝ ընտրված ըստ IUPAC-ի առաջարկությունների, իսկ A լուծույթի համար՝ որպես ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿ: ընտրվում է դրա վիճակը միավորի կոնցենտրացիայի լուծույթում, որն ունի անսահման նոսր լուծույթի հատկություններ։ Ընտրեք ՍՏԱՆԴԱՐՏ ԿԱՐԳԱՎԻՃԱԿ էջ: այս դեպքում կապված է որոշակի կոնցենտրացիայի հետ: սանդղակ (մոլային մասնաբաժին, մոլարություն, մոլալություն): Հակասիմետրիկ ընտրություն ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՊԵՏԱԿԱՆ էջ. օգտակար է այն դեպքերում, երբ լուծված նյութը գոյություն չունի փուլում իր մաքուր ձևով (օրինակ, HCl-ը որպես հեղուկ գոյություն չունի սենյակային ջերմաստիճանում):

Հայեցակարգը ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՎԻՃԱԿ էջ. սկզբում ներկայացրել է Գ.Լյուիսը։ 20 րդ դար

Գրականություն՝ Լյուիս Ջ., Ռանդալ Մ., Քիմիական թերմոդինամիկա, թարգմ. անգլերենից, Մ., 1936; Belousov V.P., Panov M.Yu., Thermodynamics of aqueous solutions of nonelectrolytes, L., 1983: Voronin G.F., Fundamentals of thermodynamics, M., 1987, p. 91, 98, 100. Մ.Վ. Կորոբովը։

Քիմիական հանրագիտարան. Հատոր 4 >>

Առանձին նյութերի և լուծույթի բաղադրիչների պայմանականորեն ընդունված վիճակները թերմոդինամիկական մեծությունների գնահատման ժամանակ:

«Ստանդարտ վիճակների» ներդրման անհրաժեշտությունը պայմանավորված է նրանով, որ թերմոդինամիկական օրենքները ճշգրիտ չեն նկարագրում իրական նյութերի վարքը, երբ ճնշումը կամ կոնցենտրացիան ծառայում են որպես քանակական բնութագիր։ Ստանդարտ վիճակներն ընտրվում են հաշվարկների հարմարության նկատառումներից ելնելով, և դրանք կարող են փոխվել մի խնդրից մյուսին անցնելիս:

Ստանդարտ վիճակներում թերմոդինամիկական մեծությունների արժեքները կոչվում են «ստանդարտ» և զրոյով նշվում են վերնագրով, օրինակ՝ G 0, H 0, m 0, համապատասխանաբար, ստանդարտ Գիբսի էներգիան, էթալպիան, քիմիական պոտենցիալն են։ նյութի. Իդեալական գազերի և լուծույթների թերմոդինամիկական հավասարումների ճնշման փոխարեն օգտագործվում է ֆուգասիտություն (ցնդականություն), իսկ կոնցենտրացիայի փոխարեն՝ ակտիվություն։

IUPAC ստանդարտ պետությունները

Մաքուր և կիրառական քիմիայի միջազգային միության (IUPAC) թերմոդինամիկայի հանձնաժողովը սահմանել է, որ ստանդարտ վիճակն այն համակարգի վիճակն է, որը պայմանականորեն ընտրվում է որպես համեմատության չափանիշ: Հանձնաժողովն առաջարկել է նյութերի հետևյալ ստանդարտ վիճակները.

• Գազային փուլի համար դա քիմիապես մաքուր նյութի (ենթադրյալ) վիճակն է գազային փուլում 100 կՊա ստանդարտ ճնշման դեպքում (մինչև 1982 թվականը, 1 ստանդարտ մթնոլորտ, 101,325 Պա, 760 մմ Hg), որը ենթադրում է հատկությունների առկայություն։ իդեալական գազ։
• Մաքուր փուլի, խառնուրդի կամ լուծիչի համար հեղուկ կամ պինդ ագրեգացման վիճակում սա քիմիապես մաքուր նյութի վիճակն է հեղուկ կամ պինդ փուլում ստանդարտ ճնշման ներքո:
• Լուծույթի համար դա լուծված նյութի (ենթադրյալ) վիճակն է 1 մոլ/կգ ստանդարտ մոլիալության դեպքում՝ ստանդարտ ճնշման կամ ստանդարտ կոնցենտրացիայի ներքո՝ ենթադրելով, որ լուծույթն անսահմանափակ նոսրացված է։
• Քիմիապես մաքուր նյութի համար այն լավ սահմանված, բայց կամայական, ստանդարտ ճնշման տակ ագրեգացման լավ սահմանված վիճակում գտնվող նյութ է:

Ստանդարտ վիճակի IUPAC սահմանումը չի ներառում ստանդարտ ջերմաստիճան, չնայած հաճախ խոսում են ստանդարտ ջերմաստիճանի մասին, որը կազմում է 25 °C (298,15 Կ):