态函数

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态函数 态函数

       

由系统状态唯一确定的热力学量,又称为热力学函数。例如温度、内能、……等

态函数 知识扩展

       

热力学函数(热力学参数)是描述处于平衡态的热力学系统的宏观物理量。处于平衡态的热力学系统,各宏观物理量具有确定的值,并且这些物理量仅由系统所处的状态所决定,与达到平衡态的过程无关,所以也被称之为状态函数。热力学函数有时候也被称作热力学势,但“热力学势”更多的时候是特指下面提到的四个具有能量量纲的热力学函数。
  系统的热力学函数一般存在一定的相互依存关系,可以任意选取其中的独立变量,而把其他的量看作它们的函数。热力学函数只间的依存关系具有普适性。
  简单系统的的热力学函数
  简单热力学系统一般具有以下热力学函数,可以任意选区其中两个作为独立变量:
  .体积
  .压强
  .温度
  .熵
  .内能
  .焓
  .吉布斯自由能
  .亥姆霍茨自由能
  热力学势
  上面给出的热力学函数中,后四个具有能量的量纲,单位都为焦耳,这四个量通常称为热力学势。
  内能 U 有时也用E表示
  亥姆霍茨自由能 A = U − TS 也常用F表示
  焓 H = U + PV
  吉布斯自由能 G = U + PV − TS
  其中,T =温度, S =熵, P =压强, V =体积
  分别选取T,S,P,V中的两个为自变量,它们的微分表达式为:
  dU = TdS - PdV
  dF = - SdT - PdV
  dH = TdS + VdP
  dG = - SdT + VdP
  通过对以上微分表达式求偏导,可以得到T,S,P,V四个变量的偏导数间的“麦氏关系”

态函数 正文

       
  由系统状态唯一确定的热力学量,又称为热力学函数。例如温度内能、……等。应注意两点: “唯一”指的是若给定一个状态,则该热力学量仅取一个数值;反过来,当给定态函数的值时,状态并不被唯一地确定。例如,当给定系统的温度时,其压强和体积可取多组数值。②热力学系统状态参量与态函数间没有严格的界限。对于均匀系,若以压强p、体积V描述状态时,则温度T为态函数,若取TV为参量时,则p为态函数。
  在热力学中,基本的态函数为温度T、内能U和熵S。由它们可构造出许多辅助态函数,常用的有:焓H自由能F、吉布斯函数G巨热力势Ω ,由此形成的热力学函数方法是热力学理论中非常有用的一种工具。

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