标準狀态

标準狀态

指定溫度T和标準壓強p下的狀态
所謂标準狀态(standard state),是在指定标準壓強p下該物質的狀态,簡稱标準态。一般指的是溫度T,100 kPa [1]  。為了便于比較不同狀态時它們的相對值,需要規定一個狀态作為比較的标準。[2]
    中文名:标準狀态 其他外文名:standard state 簡稱:标準态 類型:一個狀态作為比較的标準

簡介

狀态函數中熱力學能U及焓H和吉布斯自由能G等熱力學函數的絕對值是無法确定的。為了便于比較不同狀态時它們的相對值,需要規定一個狀态作為比較的标準。

對具體系統而言,純理想氣體的标準态是該氣體處于标準壓力p(100kPa)下的狀态;混合理想氣體的标準态是指任一氣體組分的分壓力為p的狀态;純液體(或純固體)物質的标準态是标準壓力p下的純液體(或純固體)。溶液中溶質的标準态,是在指定溫度T和标準壓力p,質量摩爾濃度1 mol/kg的狀态。因壓力對液體和固體的體積影響恒很小,故可将溶質的标準态濃度改用c=1 mol/L代替。

定義

狀态函數中熱力學能

U及焓H和吉布斯自由能G等熱力學函數的絕對值是無法确定的。為了便于比較不同狀态時它們的相對值,需要規定一個狀态作為比較的标準。

對具體系統而言,純理想氣體的标準态是該氣體處于标準壓力p(101kPa)下的狀态;混合理想氣體的标準态是指任一氣體組分的分壓力為p的狀态;純液體(或純固體)物質的标準态是标準壓力p下的純液體(或純固體)。溶液中溶質的标準态,是在指定溫度T和标準壓力p,質量摩爾濃度1mol/kg的狀态。因壓力對液體和固體的體積影響恒很小,故可将溶質的标準态濃度改用c=1mol/L代替。

應當注意的是,由于标準态隻規定了壓力p,而沒有指定溫度,所以與溫度有關的狀态函數的标準狀态應注明溫度。在1982年以前,國際理論和應用化學聯合會(IUPAC)将标準溫度和壓力(STP)定義0℃(273.15K)及101.325kPa作為标準狀态,但1982年起IUPAC将标準壓力重新定義為1OOkPa。在化學熱力學中,IUPAC推薦選擇298.15K(25℃)作為參考溫度。從手冊或專著查閱熱力學數據時,應注意其規定的标準狀态,以免造成數據誤用。

氣體标準狀态

氣體的标準狀态分三種:

1、1954年第十屆國際計量大會(CGPM)協議的标準狀态是:溫度273.15K(0℃),壓強101.325KPa。世界各國科技領域廣泛采用這一标态。

2、國際标準化組織和美國國家标準規定以溫度288.15K(15℃),壓強101.325KPa作為計量氣體體積流量的标态。

3、我國《天然氣流量的标準孔闆計算方法》規定以溫度293.15K(20℃),壓強101.325KPa作為計量氣體體積流量的标準狀态。

注意要點

應當注意的是,由于标準态隻規定了壓力p,而沒有指定溫度,所以與溫度有關的狀态函數的标準狀态應注明溫度。為了便于比較,國際理論和應用化學聯合會(IUPAC)推薦選擇298.15K作為參考溫度。需要注意的是,在1982年以前,IUPAC曾經采用101.325kPa作為标準狀态的壓力。從手冊或專著查閱熱力學數據時,應注意其規定的标準狀态,以免造成數據誤用。化學中曾一度将标準溫度和壓力(STP)定義為0°C(273.15K)及101.325kPa(1atm),但1992年起IUPAC将“标準壓力”重新定義為100 kPa。

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