vsgiuВестник Сибирского государственного индустриального университетаBulletin of the Siberian State Industrial University2304 - 44972307-1710Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"vsgiu-186Research ArticleРаздел 2. Информационные технологииSection 2. Information TechnologyИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СИСТЕМА РАСЧЕТА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ ИНДИВИДУАЛНЫХ ВЕЩЕСТВ, ХИМИЧЕСКИХ РЕАЦИЙ И СЛОЖНОЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ГЕТЕРОГЕННОЙ СИСТЕМЫINSTRUMENTAL CALCULATION SYSTEM THERMODYNAMIC FUNCTIONS OF INDIVIDUAL SUBSTANCES, CHEMICAL REACTIONS AND COMPLEX MULTICOMPONENT HETEROGENEOUS SYSTEMРыбенкоИнна АнатольевнаRybenkoInna A.

д.т.н., профессор, заведующий кафедрой прикладных информационных технологий и программирования

Dr. Sci., Prof., Head of the Department of Applied Information Technologies and Programming

vestnicsibgiu@sibsiu.ruСеченовПавел АлександровичSechenovPavel A.

к.т.н., доцент кафедры прикладных информационных технологий и программирования

Cand. Sci., Asist. Prof., Head of the Department of Applied Information Technologies and Programming

vestnicsibgiu@sibsiu.ruСибирский государственный индустриальный университетРоссияSiberian State Industrial UniversitRussian FederationСибирский государственный индустриальный университетRussian FederationSiberian State Industrial UniversityRussian Federation202216062025031827Copyright © Рыбенко И.А., Сеченов П.А., 20252025Рыбенко И.А., Сеченов П.А.Rybenko I., Sechenov P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsiu.ru/jour/article/view/186

Представлена программная реализация инструментальной системы расчета термодинамических функций индивидуальных веществ, химических реакций и равновесного состояния сложной многокомпонентной гетерогенной системы. Приведен обзор существующих баз данных и программных продуктов. Рассмотрен алгоритм расчета основных термодинамических функций вещества (удельной теплоемкости, энтальпии, энтропии и приведенной энергии Гиббса для фиксированной температуры и изменения в интервале температур). Создана база данных для 2500 индивидуальных веществ. Разработан блок расчета для определения основных термодинамических параметров. Программно реализован алгоритм расчета изменения термодинамических функций химических реакций на основе закона Гессе. Рассмотрен метод расчета равновесного состояния сложной многокомпонентной гетерогенной системы на основе принципа максимума энтропии, который реализован в третьем модуле инструментальной системы.

 

A software implementation of an instrumental system for calculating the thermodynamic functions of individual substances, chemical reactions and the equal state of a complex multicomponent heterogeneous system is presented. An overview of existing databases and software products is provided. An algorithm for calculating the basic thermodynamic functions of a substance (specific heat capacity, enthalpy, entropy and reduced Gibbs energy for both a fixed temperature and a change in the temperature range) is considered. A database has been created for 2500 individual properties. A calculation block has been developed to determine the basic thermodynamic parameters. An algorithm for calculating changes in the thermodynamic functions of chemical reactions based on Hesse's law is implemented programmatically. The method of calculating the equilibrium state of a complex multicomponent heterogeneous system based on the principle of maximum entropy, which is implemented in the third module of the instrumental system, is considered.

термодинамические функциииндивидуальное веществохимическая реакциясложная многокомпонентная гетерогенная систематермодинамическое равновесиебаза данныхалгоритм расчетаинструментальная системаthermodynamic functionsindividual substancechemical reactioncomplex multicomponent heterogeneous systemthermodynamic equalitydatabasecalculation algorithminstrumental systemReferencesБарахнин В.Б., Молородов Ю.И., Станкус С.В., Федотов А.М. Информационные техноло-гии для задач теплофизических свойств веществ // Информатика и системы управления. 2013. № 4 (38). С. 149–157.Barakhnin V.B., Molorodov Yu.I., Stankus S.V., Fedotov A.M. Information technologies for problems of thermophysical properties of substances. Informatika i sistemy upravleniya. 2013, no. 4 (38), pp. 149–157. (In Russ.).Белов Г.В., Еркимбаев А.О., Зицерман В.Ю., Кобзев Г.А., Морозов И.В. Опыт создания теплофизических баз данных с использованием современных информационных технологий (обзор) // Теплофизика высоких температур. 2020. Т. 58. № 4. С. 615–633.Belov G.V., Erkimbaev A.O., Zitserman V.Yu., Kobzev G.A., Morozov I.V. The experience of creating thermophysical databases using modern information technologies (review). Teplofizika vysokikh temperatur. 2020, vol. 58, no. 4, pp. 615–633. (In Russ.).Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Т. I. Кн. 1. / В.П. Глушко, Л.В. Гурвич, И.В. Вейц, В.А. Медведев и др. М.: Наука, 1978.Glushko V.P., Gurvich L.V., Veits I.V., Medvedev V.A. etc. Thermodynamic properties of individual substances. T.I. Book 1. Moscow: Nauka, 1978. (In Russ.).База данных Ивтантермо [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http:// www.chem.msu.su/rus/handbook/ivtan/welcome.html (дата обращения 14.06.2022).Ivtantermo database [Electronic resource]. Available at URL: http://www.chem.msu.su/ rus/handbook/ivtan/welcome.html (accessed: 14.06.2022). (In Russ.).Электронный справочник «Термодинамические свойства индивидуальных веществ» [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://twt.mpei.ac.ru/TTHB/2/OIVT/ IVTANThermo/Rus/ (дата обращения 14.06.2022).Electronic reference book "Thermodynamic properties of individual substances" [Electronic resource]. Available at URL: http://twt.mpei. ac.ru/TTHB/2/OIVT/IVTANThermo/Rus/ (accessed: 14.06.2022). (In Russ.).NIST Chemistry WebBook [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://webbook. nist.gov. (дата обращения 14.06.2022).NIST Chemistry WebBook [Electronic re-source]. Available at URL: http://webbook. nist.gov. (accessed: 14.06.2022).Chemical Equilibrium with Applications [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: https://www1.grc.nasa.gov/research-and-engineering/ceaweb/ (дата обращения 13.11.2021).Chemical Equilibrium with Applications [Electronic resource]. Available at URL: https://www1.grc.nasa.gov/research-and-engineering/ceaweb/ (accessed: 13.11.2021).FactSage Courses [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.factsage.com/. (дата обращения 14.06.2022).FactSage Courses [Electronic resource]. Available at URL: https://www.factsage.com/ (accessed: 14.06.2022).Bale G.W. Bélislea E., Chartranda P. etc FactSage thermochemical software and databases // Calphad. 2016. Vol. 55. Part 1. P. 1–19. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2016.05.002Bale G.W. Bélislea E., Chartranda P. etc FactSage thermochemical software and data-bases. Calphad. 2016, vol. 55, part 1, pp. 1–19. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2016.05.002Thermo-Calc Software [Электронный ре-сурс]. Режим доступа: URL: https:// ther-mocalc.com/products/databases/ (дата обра-щения 14.06.2022).Thermo-Calc Software [Electronic resource]. Available at URL: https://thermocalc.com/ products/databases/ (accessed: 14.06.2022).Shi P., Engström A., Höglund L. etc. Thermo-Calc and DICTRA enhancematerials design and processing. In: Materials Science Forum. 2005. P. 475–479.Shi P., Engström A., Höglund L. etc. Thermo-Calc and DICTRA enhancematerials design and processing. In: Materials Science Forum. 2005, pp. 475–479.HSC Chemistry [Электронный ресурс]. Ре-жим доступа: https://www.hsc-chemistry.com/ (дата обращения 14.06.2022).HSC Chemistry [Electronic resource]. Available at URL: https://www.hsc-chemistry.com/ (accessed: 14.06.2022).Desterov S.A. Thermodynamic database for multicomponent oxide systems // Chimica Techno Acta. 2018. Vol. 5. No. 1. P. 16–48.Desterov S.A. Thermodynamic database for multicomponent oxide systems. Chimica Techno Acta. 2018, vol. 5, no. 1, pp. 16–48.Hallstedt B., Khvan A., Lindahl B., Selleby M., Shuhong Liu. PrecHiMn-4-A thermodynamic database for high–Mn steels // Calphad-computer coupling of phase diagrams and thermochemistry. 2017. Vol. 56. P. 49–57. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2016.11.006Hallstedt B., Khvan A., Lindahl B., Selleby M., Shuhong Liu. PrecHiMn-4-A thermodynamic database for high–Mn steels. Calphad-computer coupling of phase diagrams and thermochemistry. 2017, vol. 56, pp. 49–57. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2016.11.006Сеченов П.А., Рыбенко И.А. Программа расчета термодинамических свойств химических реакций // Южно-Сибирский научный вестник. 2022. № 1 (41). С. 60–64.Sechenov P.A., Rybenko I.A. Program for calculating the thermodynamic properties of chemical reactions. Yuzhno-Sibirskii nauchnyi vestnik. 2022, no. 1 (41), pp. 60–64. (In Russ.).Kondepudi D., Prigogine I. Modern thermodynamics: from heat engines to dissipative structures. Second edition. 2015. 523 p.Kondepudi D., Prigogine I. Modern thermodynamics: from heat engines to dissipative structures. Second edition. 2015. 523 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.