¿Por qué se eligió un símbolo Plimsoll para indicar el estado estándar?

Question

Históricamente, la Plimsoll símbolo (también conocido como la línea Plimsoll) fue creado como casco marca que podría servir como un indicador de si el buque estaba sobrecargado y por lo tanto correr demasiado bajo en el agua. Más tarde fue adoptado por los químicos para indicar el estado estándar (actualmente definido por la IUPAC como 1 bar).

¿Por qué fue el Plimsoll símbolo elegido para este propósito? De acuerdo a Wikipedia,

El plimsoll símbolo (⦵ o s) ... se utiliza como un superíndice en la notación de la termodinámica para indicar un elegido de forma arbitraria no punto de referencia cero ("estándar").

El lenguaje utilizado por Wikipedia sugiere que fue elegido porque se ve como un cero con una línea a través de él, por lo tanto la comunicación "no cero". Aplicando esto a la entalpía o energía libre parece redundante e innecesario, sin embargo, ya que, por definición, no hay un verdadero punto de referencia cero para cualquiera de los dos (entre las funciones de estado, este sólo existe para la entropía). Es como tener un símbolo especial que se adjunta a $ΔU$ para indicar que $U$ se conserva, cuando, por supuesto, $U$ siempre se conserva.

De hecho, el problema con la fijación de un símbolo a $U$ diciendo que es conservada es que sugiere que, a veces, $U$ es no conservadas (de lo contrario, ¿por qué usted necesita el símbolo?). Asimismo, adjuntando un símbolo de $U$, $H$o $G$ diciendo que el estado de referencia es distinto de cero sugiere a veces puede ser cero. I. e., Entiendo que necesitaban un símbolo para el estado de referencia. Pero estoy desconcertado por qué se eligió un comunicado que "no cero" en lugar de simplemente elegir algo que significa "de referencia" de la época.

Sin embargo, estoy seguro de que estas personas sabían lo que estaban haciendo, y tenía buenas razones para hacer lo que hicieron. Yo no entiendo lo que estas razones sería. Me gustaría ser así interesada en saber de alguien con el conocimiento de la historia de este.

Tal vez la respuesta (aquí supongo) es que ellos se querían comunicar lo obvio (que termodinámicas de referencia de los estados no puede ser nunca un verdadero cero de referencia de los estados) - y que la razón por la que quería hacer esto porque se prevé tablas de valores termodinámicos sería utilizado por un público amplio, algunos de los cuales podrían no entender la base de la termodinámica teoría.

Answer 1

Prigogine, la Química Termodinámica da un poco más de contexto en cuanto a por qué un plimsoll símbolo es algo más preferible y es, de hecho, se usa para denotar la no-cero de la naturaleza de los valores estándar de [1, pp. xxiv, 86]:

Las propiedades de una sustancia pura son indicados por un superíndice $^0$. El uso de este símbolo para denotar "estándar" cantidades termodinámicas es entonces admisible sólo cuando estos se refieren a la sustancia pura como estado estándar. Algunos otros convención es necesaria para denotar la más general de "cantidades estándar" se define en la ecuación (7.51), donde el estado estándar puede referirse por ejemplo a un ser infinitamente solución diluida. Después de mucha consideración el símbolo $^⦵$ ha sido introducido. Este símbolo se basa en el círculo, y está por lo tanto estrechamente relacionado con el más común (pero a veces confuso) la anotación de las cantidades estándar. Parece útil, sin embargo, para asociar con la marca plimsoll que, muy apropiadamente, se refiere a un estado de referencia de la carga de un barco; el uso de un ideograma tiene, creemos, algunos de valor en el mantenimiento de la naturaleza esencial de la norma de "estados" en prominencia.

Las cantidades que se denota por la plimsoll símbolo siguen siendo, en general, funciones de la temperatura y la presión; la idea de "normalización" de la temperatura y la presión no es subrayó. Cuando sea necesario se denota cantidades a la presión estándar (que por comodidad es casi siempre elegido como unidad de presión) por el superíndice $^†$, cantidades de volumen estándar (que por comodidad siempre es elegido como unidad de volumen) se denota por a$^‡$. Cantidades refiriéndose a un (usualmente hipotético) sistema ideal son denotados por $^\mathrm{id}$.

[...]

$$P = P^⦵(T,p) + P^M(T,p,x_1\ldots x_c) \tag{7.51}$$

También es interesante que Lewis y Randall, conocido por la definición de la norma estatal en el comienzo del siglo XX como sabemos, se utiliza un círculo superior [2, p.623]:

$G^\circ$ Una propiedad de una sustancia en su estado estándar.

Sin embargo, se refiere a ella como a un estándar de referencia estatal (que se distinguen de un estado estándar) a lo largo del libro de texto [2, p. 88, 99]:

Si bien no podemos dar la magnitud absoluta de las $\bar{H}$ para una sustancia en solución, se puede determinar cuánto más o menos esto es que el contenido de calor de la misma sustancia en algunos elegidos estado. Por lo tanto, a cualquier temperatura, si estamos tratando con el parcial molar contenido de calor de agua en una solución en la que el agua es el disolvente, se puede elegir pura agua líquida como el estado de referencia, y denotan su molal contenido de calor por $H_1^\circ$.

[...]

Es muy conveniente, especialmente para fines de concisa tabulación, para conocer los calores de reacción cuando varias sustancias se forman a partir de sus elementos. Por lo tanto, es conveniente elegir algún estado de referencia estándar para cada elemento. Para este propósito, se debe, en todas las temperaturas, tomar el elemento a una presión de una atmósfera, y en esa forma que es la más estable o más común en la temperatura de la habitación. Por lo tanto mercurio líquido, gaseoso de oxígeno, yodo sólido, rómbico de azufre y de grafito de carbono, todo bajo una presión de una atmósfera, será considerado en su estado de referencia estándar.

Referencias

1. Prigogine, I.; Defay, R. Química Termodinámica; Tratado De La Termodinámica, Longmans, Green & Co Ltd: Glasgow, 1954; Vol. 1.
2. Lewis, G. N.; Randall, M. Termodinámica y la Energía Libre de Sustancias Químicas, Primera Edición, Impresión posterior edición.; McGraw-Hill Book Company, 1923.