Программа - Справочник по свойствам индивидуальных веществ - файл n2.doc

приобрести
Программа - Справочник по свойствам индивидуальных веществ
скачать (849.3 kb.)
Доступные файлы (6):
n1.ini
n2.doc763kb.15.02.2001 00:00скачать
READ_ME.TXT1kb.01.08.2000 09:52скачать
n4.bas
TERRA_A.BAS
n6.exe

n2.doc



ПРОГРАММА ОБСЛУЖИВАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ.


Программа обслуживания базы данных не претендует на роль справочного пособия по термодинамическим и термохимическим свойствам индивидуальных веществ, хотя и содержит исчерпывающую информацию, необходимую и достаточную для расчета химических и фазовых равновесий произвольных многокомпонентных смесей, а также их термодинамических и транспортных свойств.

3.1. Начало работы программы обслуживания базы данных

индивидуальных веществ. (INFO)
Программа INFO и файлы базы данных после разархивирования должны быть размещены в одном каталоге. Для файла Info.exe желательно создать ярлык и разместить его на Рабочем столе или в удобной для Вас папке. Тогда для запуска программы INFO достаточно подвести указатель мыши к ее ярлыку и нажать левую клавишу.



В результате вызова программы на экране компьютера появится Основное Окно программы следующего вида:


Рис. 3.1



Если «провести» указателем мыши по изображению окна или нажать в области окна левую клавишу, то заставка сменится на совокупность рабочих элементов программы, как это показано ниже

Рис. 3.2


Перед началом работы информационные поля, предназначенные для отображения свойств, остаются пустыми до тех пор, пока в представленном списке не будет отмечено нужное индивидуальных веществ. Сразу после запуска программы этот список содержит всего двенадцать имен индивидуальных веществ и строчку с текстом «продолжить…». Указание на эту последнюю строку и нажатие левой клавиши мыши приведет к чтению из базы данных сведений о всех остальных веществах. Этот процесс на относительно медленных компьютерах может занять несколько секунд, в течение которых в окне можно видеть предупредительное сообщение: «Подождите, пожалуйста, идет чтение содержимого базы данных ...».

Поиск нужного вещества производится одним из двух способов. Первый способ заключается в просмотре всего списка либо с помощью линейки прокрутки и выбора нужного соединения нажатием левой клавиши мыши, либо клавишами-стрелками и исполнительной клавишей . Второй способ – это непосредственный набор имени вещества в поле «Имя индивидуального вещества: ». Если для вещества с запрошенным именем имеется информация в базе данных, то указатель списка веществ остановится на нужной строке, и в информационные поля, расположенные в Окне, будут занесены сведения, извлеченные из базы данных



Рис. 3.3



Если имя индивидуального вещества набрано неверно или в базе данных нет вещества с таким именем, то в пределах поля Окна программы появится сообщение


Рис. 3.4



Следует отметить, что поиск индивидуального вещества по имени не сопровождается перебором всех возможных сочетаний химических элементов. Поэтому, например, свойства радикала OH будут обнаружены в базе данных, а свойства того же вещества, но обозначенного для поиска как HO, найдены не будут.

В результате выбора вещества из списка, в окне программы отображается следующая информация:

Последние четыре величины, появляющиеся сразу после выбора вещества, соответствуют температуре T=298K . Об этом дается соответствующая информация (см. Рис. 3.3).

Две кнопки справа от значения температуры с обозначениями « + » и « - »



позволяют увеличивать или уменьшать температуру на 100K за одно нажатие. Соответственно этому изменяются значения приведенной энергии Гиббса, энтальпии, энтропии и удельной теплоемкости.

Таким образом, первое Основное Окно программы INFO предоставляет информацию, подобную той, что можно найти в справочниках о термодинамических свойствах индивидуальных веществ [1, 2, 3].

Необходимо отметить, что справочные величины, выводимые для обозрения, могут несколько отличаться от первичных значений оригинальных работ, поскольку в базе данных программы они хранятся в виде аппроксимирующих полиномов. Однако ошибки аппроксимации невелики, и для приведенной энергии Гиббса погрешности не превышают 0.02 Дж/(моль.К). Такие отклонения в большинстве случаев на порядок меньше ошибок определения самих свойств, поэтому они не могут повлиять на точность термодинамических расчетов.

Остальные функции программы активизируются после нажатия управляющих кнопок:



Показать

Предоставление свойств выбранного индивидуального вещества в графической и табличной форме; отображение первичной информации из базы данных

Изменить

Частичное изменение термодинамических свойств индивидуального вещества, а также его термохимических констант, параметров потенциальной функции (для газов) и плотности (для веществ в конденсированном состоянии)

Добавить

Добавление в базу данных свойств нового индивидуального вещества

Удалить

Удаление свойств индивидуального вещества из базы данных

Восстановить

Восстановление предыдущих изменений базы данных

Выход

Завершение работы программы



3.2. Представление свойств выбранного индивидуального вещества

в графической и табличной форме
После выбора индивидуального вещества из списка, расположенного в Основном Окне программы, имеется возможность увидеть зависимость его термодинамических свойств от температуры в виде графика и таблицы. Для этого следует нажать управляющую клавишу Показать. В результате на экране появится дочернее Окно следующего вида

Рис.3.5
Формула индивидуального вещества, которому соответствуют отображаемые свойства, приводится в заголовке Окна. Для просмотра доступны следующие характеристики:

Два последних параметра имеют смысл только для газообразных соединений, поэтому в панели «Свойства» для веществ в конденсированном состоянии они просто не показываются.

Чтобы отобразить в виде графика и таблицы любую из названных зависимостей в функции от температуры, достаточно подвести указатель мыши к нужной строке в панели «Свойства» и нажать левую клавишу.

Отображаемые данные по умолчанию приводятся в системе единиц СИ (Дж–моль–К). Последовательное нажатие кнопки в верхнем правом углу Окна изменяет размерность величин и позволяет переходить от системы единиц СИ к технической (кал–моль–K) и наоборот.

Таблица значений и график приводятся в том интервале температуры, для которого имеются сведения в базе данных. Границы интервала можно увидеть в нижней части окна:


Кнопки слева от Tmin и справа от Tmax позволяют сузить (расширить) температурный интервал, чтобы получить более детальное представление о том или ином свойстве в окрестности интересующей температуры. Следует еще раз напомнить, что и таблица и график выводятся на основании вычисления соответствующих значений по аппроксимирующим многочленам. Поэтому выводимые величины могут отличаться от первичных табличных данных на ошибку аппроксимации. При графическом отображении в узком температурном диапазоне эта ошибка может показаться значительной, особенно на границе сопряжения двух аппроксимирующих многочленов. Ниже приведен такой пример:


Рис. 3.6

Пользователю программы предоставлена возможность увидеть первичные данные, на основании которых строится таблица и график.

Доступ к этой информации осуществляется с помощью кнопки

.

Нажатие на нее приводит к появлению в середине Окна дополнительной панели (Рис. 3.7), где отображаются следующие данные:



Убрать с Окна эту панель можно повторным нажатием на ту же кнопку.

Рис. 3.7

Возврат к Основному Окну программы INFO осуществляется нажатием клавиши Возврат

3.3. Частичное изменение свойств индивидуального вещества

Нажатие клавиши Изменить, расположенной в нижней части Основного Окна, дает возможность изменить свойства любых веществ, ранее занесенные в базу данных. При этом открывается дополнительное Окно, внешний вид которого показан на Рис.3.8.



Рис. 3.8

Выбор вещества, у которого необходимо изменить свойства, производится путем ввода его химической формулы в поле редактирования (Вещество:______) или в результате прокрутки полного списка веществ (Список веществ). В случае прямого указания имени вещества, запись его химической формулы должна соответствовать принятым правилам, по которым составлен список всех веществ (см. раздел 3.7).

После выбора индивидуального вещества пустые поля, отведенные для отображения отдельных свойств, заполняются информацией из базы данных (Рис.3.9). Числовые значения, расположенные в этих полях, могут быть подвергнуты редактированию или оставлены без изменения по Вашему усмотрению. Поскольку количество полиномов, аппроксимирующих термодинамические функции, может быть более одного, справа от группы коэффициентов помещены два элемента.



Рис. 3.9

Справа вверху – номер полинома для энергии Гиббса, свойства которого отображены в полях редактирования, а внизу – кнопка со стилизованной стрелкой, позволяющая перейти к следующему многочлену, описывающему свойства вещества в другом температурном интервале. Когда при переходе к очередному полиному в полях редактирования Tmin , Tmax , f1 - f7 появятся все нули, это означает отсутствие данных для очередного температурного интервала и является приглашением к вводу дополнительной информации.

Помимо термодинамических и термохимических данных могут корректироваться также параметры потенциала Леннард- Джонса (Штокмайера), используемые в программе TERRA для расчета коэффициентов переноса в газовых смесях. Эти три величины (, /k, ) характерны только для индивидуальных веществ в газообразном состоянии (см. Рис.3.9).



Рис. 3.10

Для веществ в конденсированном состоянии вместо них предлагается уточнить или оставить без изменения плотность вещества (Рис.10). Значение плотности в программе TERRA используется для учета собственного объема конденсированных фаз в гетерогенных системах.

После того как все изменения свойств выполнены, для обновления на диске информации о веществе необходимо нажать клавишу Сохранить. Изменение базы данных - ответственная процедура, которая может повлиять на результаты последующих расчетов равновесных параметров. Поэтому выполнение этого действия контролируется с помощью входного пароля. Порядок разграничения доступа к базе данных описан в разделе 3.8.

Перед записью в базу данных уточненных сведений об индивидуальном веществе проводится элементарная проверка формата введенных чисел, и при обнаружении ошибок выводится соответствующее сообщение.



Кроме того, с помощью коэффициентов аппроксимирующих полиномов вычисляется энтропия и удельная теплоемкость в середине и на границах температурных интервалов. Полученные величины проверяются на неотрицательность и выход за пределы разумных значений. Контролируется также выполнение условий и K. При возникновении нарушений выводится вспомогательное окно со следующим сообщением:



Завершение операций по частичному изменению (модификации) свойств индивидуального вещества и(или) возврат в основное окно программы производится путем нажатия клавиши с надписью Возврат (см. Рис.3.9, 3.10).

    1. Добавление в базу данных свойств нового индивидуального вещества

Программа INFO позволяет расширять базу данных путем добавления в нее свойств новых веществ. Вызов функции добавления свойств производится путем нажатия клавиши Добавить, расположенной в нижней части Основного Окна. При этом открывается дополнительное Окно, внешний вид которого показан на Рис.3.11.


Рис. 3.11

Процесс формирования комплекта свойств для записи в базу данных рекомендуется начинать с ввода химической формулы вещества. В случае, если предложена формула, соответствующая газообразному веществу (Рис. 3.12), в окне появляется панель со строками редактирования для ввода параметров потенциальной функции Леннард-Джонса (Штокмайера). По умолчанию предлагаются значения  и /k, полученные в соответствии с оценкой этих величин (, где w - молярная масса вещества).



Рис. 3.12

В случае ввода формулы конденсированного вещества на месте панели редактирования параметров потенциальной функции размещается панель редактирования плотности вещества, как это показано на Рис. 3.13.



Рис. 3.13

После ввода химической формулы требуется ввести обязательные значения энтальпии образования вещества , температурные границы аппроксимации термодинамических свойств и коэффициенты многочлена для приведенной энергии Гиббса:



здесь , T, K.

При этом необходимо обратить внимание на размерность вводимых величин. В момент открытия Окна предполагается, что энтальпия образования должна задаваться в Дж/моль, а приведенная энергия Гиббса в Дж/(моль.К). Изменить размерности этих величин можно путем нажатия на кнопку с надписью ( Дж–моль–К ). В результате текст на ее лицевой панели будет заменен на ( кал-моль-К ), а вводимые значения после этого должны соответствовать размерностям:

энтальпия образования – кал/моль; приведенная энергия Гиббса - кал/(моль.К).

Количество аппроксимирующих полиномов может быть больше одного для разных температурных интервалов. Кнопка со стилизованной стрелкой, расположенная справа от столбца с коэффициентами, позволяет перейти к вводу следующего «комплекта» термодинамической информации.

----------

В целом ряде случаев исходная термодинамическая информация об индивидуальных веществах приводится в справочниках не в виде коэффициентов полинома для приведенной энергии Гиббса, а в виде термохимических констант и зависимости удельной теплоемкости от температуры. С тем, чтобы избавить Вас от необходимости предварительного приведения многочлена для теплоемкости к полиному, описывающему приведенную энергию Гиббса, в программе предусмотрена возможность автоматического пересчета. Для ее реализации следует нажать кнопку с надписью «G» в левой нижней части Окна. После выполнения этого действия надпись на кнопке изменится на «Cp», а активные элементы окна примут вид, показанный на Рис. 3.14.



Рис. 3.14

В окне появятся два ранее отсутствовавших поля ввода, предназначенные для размещения обязательных в этом случае констант: стандартной энтальпии и стандартной энтропии . Вместо коэффициентов полинома для энергии Гиббса будет предложено вводить значения коэффициентов для удельной теплоемкости



здесь , T, K

Внимание! Множитель при переходе от температуры T к переменной x иной, чем в выражении для энергии Гиббса. Это сделано с целью максимального соответствия той форме представления удельной теплоемкости в виде полиномов по температуре, что принята в большинстве справочников термодинамических свойств веществ [ 3 ].

Помимо коэффициентов полинома для теплоемкости в том же ряду имеется поле ввода с надписью . Оно предназначено для внесения информации о теплоте фазового перехода для веществ в конденсированном состоянии при температуре Tmax. Это значение нужно задавать в Дж/моль (кал/моль), если предполагается вводить сведения о свойствах вещества для следующего температурного диапазона. В том случае, когда граница интервала аппроксимации теплоемкости не связана с температурой фазового перехода (полиморфного превращения) или если фазовый переход не сопровождается тепловыми эффектами, в этом поле можно задать нулевое значение или просто пропустить.

После заполнения всех полей запись информации в базу данных производится путем нажатия клавиши Сохранить. Перед записью сведений о новом веществе будут запрошены права доступа для изменения содержимого базы данных, как это описано в разделе 3.8.

Имеющаяся на экранной форме клавиша Очистить позволяет очистить поля ввода, а клавиша Возврат возвращает Вас в Основное Окно программы.

    1. Удаление свойств индивидуального вещества из базы данных


Возможность удаления из базы данных ранее внесенных свойств любого вещества реализуется путем нажатия клавиши Удалить в Основном Окне (см. Рис. 3.2). При этом на экране дисплея появляется дополнительное Окно, имеющее следующий вид


Рис. 3.15

Выбор вещества для удаления из базы данных производится либо путем ввода химической формулы в поле «Вещество: ____» , либо путем выбора из полного списка, представленного в Окне. После выбора имени в Окне появляется информация о температурных интервалах аппроксимации термодинамических функций и задается вопрос о том, что нужно удалять. Из базы данных может быть удалена либо вся информация, либо только сведения о термодинамических свойствах в одном из граничных температурных интервалов. На Рис. 3.16 показан вид Окна в этом состоянии.


Рис. 3.16

Необходимые действия по удалению задаются путем отметки в нужных контрольных полях.

Нажатие клавиши Удалить активизирует процедуру проверки прав доступа на удаление из базы данных (см. раздел 3.8). После чего задается контрольный вопрос-подтверждение необходимости удаления. Этот вопрос сопровождается появлением дополнительного окна с информацией о свойствах удаляемого вещества:



После удаления свойств окно приводится в исходное состояние, как показано на Рис. 3.15.

Как будет показано в следующем разделе, удаленные свойства впоследствии могут быть восстановлены. Однако будьте внимательны, эта возможность не распространяется на тот случай, когда термодинамические свойства удаляются только в одном температурном интервале.

Завершение действий по удалению свойств и возврат в Основное Окно программы производится путем нажатия клавиши Возврат.


    1. Восстановление предыдущих изменений базы данных.



Во избежание возможных потерь информации при манипулировании содержимым базы данных, в программе INFO предусмотрена возможность восстановления ее первоначального состояния по отношению к любому из предыдущих действий, «откат» (за исключением упомянутого в предыдущем разделе удаления только одного из полиномов, описывающих термодинамические свойства вещества).

Любое из описанных выше действий по изменению содержимого базы данных в программе протоколируется, и предыдущее состояние запоминается в файле . Удаление этого файла сделает невозможным восстановление базы данных.

Вызов функции восстановления информации производится из Основного Окна программы путем нажатия клавиши Восстановить. В результате этого действия создается новое Окно, имеющее вид, изображенный на Рис. 3.17.



Рис. 3.17

Каждая строка в списке предыдущих изменений соответствует одному предшествующему действию по корректировке базы данных и содержит дату, время и характер операции над свойствами индивидуального вещества. Выбор нужной строки в этом списке производится нажатием левой клавиши мыши.


Первоначальное состояние информации, которое может быть восстановлено в соответствии с выбранной строкой, можно посмотреть, нажав клавишу

.

Эта информация располагается поверх списка предыдущих изменений и имеет вид, изображенный на Рис. 3.18. Вызвав эти сведения, можно более объективно принимать решение о необходимости восстановления данных («отката»). Повторное нажатие на ту же клавишу возвращает первоначальный вид окна.



Рис. 3.18
Выбрав строку для восстановления, необходимо нажать клавишу Восстановить. После этого потребуется подтверждение действия.



Данные, подвергшиеся изменению (модификации), восстанавливаются.

Ранее добавленные в базу данных свойства нового индивидуального вещества удаляются.

Что же касается ранее удаленных свойств, то процедуре их восстановления предшествует диалог, устанавливающий относительное расположение записываемых данных.

После подтверждения необходимости восстановления удаленных данных в окне появляется панель следующего вида



В расположенном справа поле редактирования можно набрать химическую формулу любого вещества, чтобы «прокрутить» список веществ и остановиться в окрестности того места, куда желательно вставить восстанавливаемые данные. Однако это не обязательно, и поиск места для записи можно осуществить непосредственно с помощью линейки прокрутки самого списка веществ. Затем нажатием левой клавиши мыши в списке веществ указывается та строка, перед которой будут размещены восстанавливаемые данные. Выбор места размещения требует подтверждения, как это показано на Рис. 3.19.



Рис. 3.19

После завершения шага восстановления окно принимает вид, показанный на Рис. 3.17. Возврат в Основное Окно программы производится путем нажатия клавиши Возврат.

Литература


  1. Термодинамические свойства индивидуальных веществ: Справочное издание в 4-х т. / Л.В.Гурвич, И.В.Вейц, В.А.Медведев и др.- М: Наука, 1982

  2. .JANAF Thermochemical Tables (Third Edition). J.Phys. Chem. Ref. Data vol.14 (1985) Suppl. No.1. (см. также NIST Chemistry WebBook: http://webbook.nist.gov).

  3. Barin I., Knacke O., Kubaschewski O. Thermochemical Properties of Inorganic Substances. Berlin. 1977.




ПРОГРАММА ОБСЛУЖИВАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации