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标准状态

所谓标准状态(standard state),是在指定标准压强p下该物质的状态,简称标准态。一般指的是温度T,100 kPa [1] 。为了便于比较不同状态时它们的相对值,需要规定一个状态作为比较的标准。

状态函数中热力学能U及焓H和吉布斯自由能G等热力学函数的绝对值是无法确定的。为了便于比较不同状态时它们的相对值,需要规定一个状态作为比较的标准。

对具体系统而言,纯理想气体的标准态是该气体处于标准压力p(100kPa)下的状态;混合理想气体的标准态是指任一气体组分的分压力为p的状态;纯液体(或纯固体)物质的标准态是标准压力p下的纯液体(或纯固体)。溶液中溶质的标准态,是在指定温度T和标准压力p,质量摩尔浓度1 mol/kg的状态。因压力对液体和固体的体积影响恒很小,故可将溶质的标准态浓度改用c=1 mol/L代替。 [2]

气体的标准状态分三种:

1、1954年第十届国际计量大会(CGPM)协议的标准状态是:温度273.15K(0℃),压强101.325KPa。世界各国科技领域广泛采用这一标态。

2、国际标准化组织和美国国家标准规定以温度288.15K(15℃),压强101.325KPa作为计量气体体积流量的标态。

3、我国《天然气流量的标准孔板计算方法》规定以温度293.15K(20℃),压强101.325KPa作为计量气体体积流量的标准状态。

4、任意温度T,标准压力Pθ=100 kPa下表现出理想气体性质的纯气体状态。注:我国在1993年以前规定标准压力Pθ=101.325kPa,之后根据GB 3102.893采取了目前Pθ=100kPa的规定。

5、化学中曾一度将标准温度和压力(STP)定义为0°C(273.15K)及101.325kPa(1atm),但1982年起IUPAC将“标准压力”重新定义为100 kPa。

应当注意的是,由于标准态只规定了压力p,而没有指定温度,所以与温度有关的状态函数的标准状态应注明温度。为了便于比较,国际理论和应用化学联合会(IUPAC)推荐选择298.15K作为参考温度。需要注意的是,在1982年以前,IUPAC曾经采用101.325kPa作为标准状态的压力。从手册或专著查阅热力学数据时,应注意其规定的标准状态,以免造成数据误用。化学中曾一度将标准温度和压力(STP)定义为0°C(273.15K)及101.325kPa(1atm),但1992年起IUPAC将“标准压力”重新定义为100 kPa。 [3]


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