Исходные измерения, размерности и область применимости
Перед использованием «Равновесие: ΔG, K и изменение с температурой» внесите Энтальпия реакции ΔH (кДж/моль) и Энтропия реакции ΔS (Дж/(моль·К)) в единицах, указанных справа от полей. Значения из нескольких лабораторных протоколов сравнивайте только после пересчёта температур, объёмов, массы и количества вещества к единой системе; без этого итог может быть математически вычислен, но физически неверен.
Отдельно проверьте Температура процесса (К) и Число превращённых молей продукта на 1 акт (моль). Эти величины отвечают за разные элементы расчётной схемы и по-разному влияют на конечный результат. Ограничения диапазонов препятствуют очевидно непригодному вводу, но не подтверждают химическую совместимость веществ, чистоту образцов или корректность пробоподготовки.
Метод расчёта и значение промежуточных показателей
Выводит K из ΔH и ΔS, ΔG при температуре процесса и знак самопроизвольности для заданного отношения активностей. Вычислитель сначала восстанавливает согласованные промежуточные величины из исходных данных, после чего применяет материальный, зарядовый или энергетический баланс либо химическое равновесие. Вклад Энтальпия реакции ΔH (кДж/моль) вычисляется отдельно, прежде чем он будет объединён с результатами других полей.
В наборе исходных величин присутствуют Сравнительная температура (К) и Текущее отношение активностей Q (—). При ручной проверке расчёта полезно пересчитать их вклад с точными дробями, не округляя промежуточные ответы. Особенно осторожно трактуйте нулевые и предельные значения: некоторые процессы в таком режиме перестают описываться обычными линейными приближениями.
Проверка чувствительности параметров и сценарии
Для «Равновесие: ΔG, K и изменение с температурой» полезно повторить вычисление не только с номинальными данными, но и с реалистичной нижней и верхней оценкой Энтальпия реакции ΔH (кДж/моль). В таблице показано, как изменение этого параметра отражается сразу на нескольких показателях. Для остальных переменных аналогичную проверку можно выполнить вручную, оставляя остальные поля неизменными.
Измените Количество исходного вещества (моль) или Число превращённых молей продукта на 1 акт (моль) и определите, ограничивается ли результат балансом вещества, доступным временем, равновесной концентрацией или заданным выходом. Изменение одного коэффициента иногда почти не влияет на результат, когда ограничение задаёт другой параметр. Это физическая особенность модели, а не причина вводить искусственные поля.
Погрешности, допущения и применение результата
Принято постоянство ΔH и ΔS в интервале температур; для K выводится логарифм во избежание переполнения. Результат пригоден для ориентировочной оценки, подбора исходных условий и контроля порядка величины. Он не заменяет лабораторное измерение, проектные расчёты технологического оборудования, анализ безопасности и проверку применимости термодинамических либо кинетических коэффициентов к конкретному веществу.
Сохраните входные значения для «Равновесие: ΔG, K и изменение с температурой», запишите температуру, давление и методы измерения и сравните рассчитанные показатели с наблюдениями. Если расхождение существенно, проверьте систематическую ошибку пробоподготовки, неоднородность состава, потери, а также согласованность выбранных коэффициентов и условий процесса. При выходе за пределы модели требуется иная физико-химическая постановка.
Формула расчёта
Выводит K из ΔH и ΔS, ΔG при температуре процесса и знак самопроизвольности для заданного отношения активностей. Принято постоянство ΔH и ΔS в интервале температур; для K выводится логарифм во избежание переполнения.
Проверенные примеры
enthalpy_kj_mol=-35; entropy_j_molk=-75; temperature_k=320; reference_k=298.15; reaction_q=0.14
ΔG° при рабочей температуре, кДж/моль: -11; ln K при рабочей температуре: 4.13436; log10 K при рабочей температуре: 1.79553; ΔG° при базовой температуре, кДж/моль: -12.6387
enthalpy_kj_mol=-38.5; entropy_j_molk=-75; temperature_k=320; reference_k=298.15; reaction_q=0.14
ΔG° при рабочей температуре, кДж/моль: -14.5; ln K при рабочей температуре: 5.44984; log10 K при рабочей температуре: 2.36684; ΔG° при базовой температуре, кДж/моль: -16.1388
enthalpy_kj_mol=-35; entropy_j_molk=-75; temperature_k=320; reference_k=298.15; reaction_q=0.14
ΔG° при рабочей температуре, кДж/моль: -11; ln K при рабочей температуре: 4.13436; log10 K при рабочей температуре: 1.79553; ΔG° при базовой температуре, кДж/моль: -12.6387
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Введите «Энтальпия реакции ΔH (кДж/моль)». Допустимый числовой диапазон: -1000…1000; число участвует в формулах.
- Введите «Энтропия реакции ΔS (Дж/(моль·К))». Допустимый числовой диапазон: -2000…2000; число участвует в формулах.
- Введите «Температура процесса (К)». Допустимый числовой диапазон: 100…3000; число участвует в формулах.
- Введите «Сравнительная температура (К)». Допустимый числовой диапазон: 100…3000; число участвует в формулах.
- Введите «Текущее отношение активностей Q (—)». Допустимый числовой диапазон: 1e-12…1e+12; число участвует в формулах.
- Введите «Количество исходного вещества (моль)». Допустимый числовой диапазон: 1e-06…1e+07; число участвует в формулах.
- Введите «Число превращённых молей продукта на 1 акт (моль)». Допустимый числовой диапазон: 0.01…10; число участвует в формулах.