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狀態(tài)函數(shù)
狀態(tài)函數(shù)即指表征體系特性的宏觀性質,多數(shù)指具有能量量綱的熱力學函數(shù)(如內能、焓、吉布斯自由能、亥姆霍茨自由能)。主要應用于工程領域。
狀態(tài)函數(shù)只對平衡狀態(tài)的體系有確定值,其變化值只取決于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)。另外,狀態(tài)函數(shù)之間相互關聯(lián)、相互制約。
狀態(tài)函數(shù)按其性質可分為兩類,即廣度性質和強度性質,其區(qū)別在于是否與物質的量有關。
狀態(tài)函數(shù)表征和確定體系狀態(tài)的宏觀性質。狀態(tài)函數(shù)只對平衡狀態(tài)的體系有確定值,對于非平衡狀態(tài)的體系則無確定值。在求各種熱力學函數(shù)時,通常需要作路徑積分,若積分結果與路徑無關,該函數(shù)稱為狀態(tài)函數(shù),否則即稱為非狀態(tài)函數(shù)。
若定義體系的一個性質A,在狀態(tài)1,A有值A1;在狀態(tài)2,有值A2,不管實現(xiàn)從1到2的途徑如何,A在兩狀態(tài)之間的差值dA≡A2-A1恒成立,則A即稱為狀態(tài)函數(shù)。例如:溫度、壓力、體積、密度、能量、形態(tài)等,還有熱力學函數(shù):U(內能)、H(焓)、G(吉布斯函數(shù))、F(自由能)、S(熵)等可以定義為體系的一個與路徑無關的性質,而功和熱則不可以,因為功和熱無法與體系的特定狀態(tài)聯(lián)系在一起。
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