Термодинамические расчеты в электронных таблицах в составе учебного мультимедийного комплекса, страница 10

В особом случае расчета изменения свойства для состояния в виде переохлажденной жидкости нижняя строка должна отвечать жидкому состоянию вещества. В каждой строке последовательно приводятся коэффициенты температурной зависимости теплоемкости, упорядоченные по возрастанию индекса j, температура перехода в следующую полиморфную модификацию и изменение энтропии в этом процессе. Строки должны быть упорядочены по возрастанию температуры полиморфного превращения сверху вниз.

Тексты программ, реализующие предлагаемые функции в простейшем варианте, приведены в приложении. Самостоятельный их ввод не представляет большого труда и позволит познакомиться с очень полезными возможностями использования в электронных таблицах программ собственной разработки или заимствованных из литературы.

Ввод пользовательских функций реализуется в редакторе Visual Basic. Для перехода в него из книги электронных таблиц надо обратиться к меню «Сервис» ® «Макрос» ® «Редактор Visual Basic» или нажать комбинацию клавиш Alt-F11. Ввод программ производится в модуль, который следует создать в первую очередь. Для этого на инструментальной панели имеется специальная кнопка «Вставить UserForm», у которой в открывающемся списке надо выбрать «Модуль». Или воспользоваться меню «Вставка» ® «Модуль». Дальнейший ввод программы реализуется в текстовом редакторе и не представляет затруднений. После завершения ввода программы достаточно вернуться в электронные таблицы, где функция уже должна появиться в списке функций, определенных пользователем.

Для отладки программ предусмотрены разнообразные и весьма мощные средства. В любой строке исполняемого кода может быть установлена «точка останова», после которой программу можно выполнять в пошаговом режиме, просматривая значения всех переменных.

Использование готовых функций

Применение функций из открытой книги

Работа со специальными функциями для термодинамических расчетов возможна, когда они записаны в модуле рабочей книги (например, введены вручную в соответствии с предыдущим разделом) или в модуле другой книги, которая при этом должна быть открыта, наряду с рабочей. Другие возможности применения специальных функций рассмотрены в следующем разделе.

Организацию вычислений с применением специальных функций низкой степени интеграции (HInt и SInt) рассмотрим на примере определения изменения энтальпии Н2О при нагреве от температуры 298.15 до 2000 К, решение которой путем непосредственных вычислений рассмотрено в разделе 3.1.1. Необходимые для решения задачи значения термодинамических свойств представлены на рис. 5. Дальнейшее описание организации расчетов сделано в предположении, что на листе электронных таблиц нет ничего, кроме этих данных.

Указанные функции позволяют вычислить изменение соответственно энтальпии или энтропии при нагреве одной полиморфной модификации твердого вещества, жидкости или газа. В указанном в задаче температурном интервале происходит одно агрегатное превращение – испарение воды, поэтому функцию HInT придется применить дважды: один раз для жидкости в интервале температур 298.15 – 373.15 и второй раз для газа в интервале 373.15 – 2000. Дополнительно придется отдельно учесть изменение энтальпии при испарении воды.

Запишите значение исходной температуры в ячейку А11, в следующую ячейку в том же столбце (А12) можно скопировать значение верхней границы существования Н2О в жидком состоянии из ячейки Н9. В ячейку А13 введите значение температуры, для которой следует определить изменение энтальпии – 2000 К.

Для расчета изменения энтальпии воды при нагреве до температуры кипения активизируем, например, ячейку I12 и вызовем стандартным образом обращение к функции пользователя HInT. В появившемся окне в поле ввода с названием Tini укажите ссылку на ячейку А11, в следующем поле (Tnxt) – ссылку на ячейку А12, а в последнем поле (b) следует указать диапазон значений, включающий все коэффициенты температурной зависимости теплоемкости воды. Для этого надо активизировать ячейку С9 и, удерживая нажатой левую клавишу мыши, провести курсор до ячейки G9 включительно. В поле должна появиться запись: С9: G9. После этого нажмите кнопку ОК и в ячейке должен появиться результат. Другой вариант просто ввести с клавиатуры выражение: