状态函数特点(状态函数的定义)

2025-05-08 22:02:13 函数指令 嘉兴
  1. 什么是状态函数?它有什么性质
  2. 状态函数的定义
  3. 状态函数都具有加和性吗
  4. 函数状态是什么意思

什么是状态函数?它有什么性质

状态函数,即指表征体系特性的宏观性质,多数指具有能量量纲的热力学函数(如内能、焓、吉布斯自由能、亥姆霍茨自由能)。主要应用于工程领域。

状态函数只对平衡状态的体系有确定值,其变化值只取决于系统的始态和终态。另外,状态函数之间相互关联、相互制约。

状态函数特点(状态函数的定义)

状态函数按其性质可分为两类,即广度性质和强度性质,其区别在于是否与物质的量有关。

体系的一切宏观性质包括物理性质和化学性质的综合称为状态。一个确定的体系具有一定的状态。描述体系状态的宏观物理量称为状态性质或热力学性质。它是体系的属性,同一体系的各个状态性质之间是相互关联和制约的,通常可用连续函数来表达。

其中某几个性质确定以后,其他所有的性质随之而确定。所以要描述一个体系的状态,没有必要把所有的性质都加以说明。

例如,对于理想气体,可以把描述状态性质的等式V=nRT/P用V=f(n,T,P)函数关系来表示。我们把n,T,p这类作为描述状态性质所需的最少独立变量称为状态变量,而把V这类依赖其他状态变量的状态性质称为状态函数。

状态函数特点(状态函数的定义)

状态函数与状态变量并非绝对的,要根据研究体系的特点、复杂性和处理问题的方法,把体系的热力学性质选择几个是独立变量,其余状态性质都与这些独立变量存在函数关系,通常选取体系中易于测定的性质作为独立变量,而把其他性质表示为这些独立变量的函数。

状态性质分为广度性质(extensive properties)或称容量性质(capacity properties)和强度性质(intensive properties)容量性质:其数值与体系中物质的量成正比。

如 V W U状态性质等。该性质在一定条件下具有加和性。强度性质:其数值与体系中物质的量无关,不具有加和性如 T、P 等。

状态函数的定义

状态函数(state function),即指表征体系特性的宏观性质,多数指具有能量量纲的热力学函数(如内能、焓、吉布斯自由能、亥姆霍茨自由能)。主要应用于工程领域。

状态函数特点(状态函数的定义)

状态函数只对平衡状态的体系有确定值,其变化值只取决于系统的始态和终态。另外,状态函数之间相互关联、相互制约。

状态函数按其性质可分为两类,即广度性质和强度性质,其区别在于是否与物质的量有关。

状态函数都具有加和性吗

状态函数不都具有可加性。

只有是广度性质(容量性质)的状态函数才具有可加性,如体积、质量。

而温度、压强等状态函数是强度性质,不具有可加性,如10度的水20度的水混合,不等于30度 无论经过多么复杂的变化,只要系统恢复原状,这些性质也恢复原状,把这种性质的物理量叫做状态函数。

函数状态是什么意思

状态函数,即指表征体系特性的宏观性质,多数指具有能量 量纲的热力学函数(如内能、 焓、吉布斯自由能、亥姆霍茨自由能)。状态函数只对 平衡状态的体系有确定值,其变化值只取决于系统的始态和终态。另外,状态函数之间相互关联、相互制约。状态函数按其性质可分为两类,即广度性质和 强度性质,其区别在于是否与 物质的量有关。

概念

在一定的条件下,系统的性质不再随时间而变化,其状态就是确定的,系统状态的一系列表征系统的物理量被称为状态函数(state function)。有时候也被称作热力学势,但“热力学势”更多的时候是特指内能、焓、吉布斯自由能、亥姆霍茨自由能等四个具有能量量纲的热力学函数。

状态函数表征和确定体系状态的宏观性质。状态函数只对平衡状态的体系有确定值,对于非平衡状态的体系则无确定值。在求各种热力学函数时,通常需要作路径积分(path integral),若积分结果与路径无关,该函数称为状态函数,否则即称为非状态函数。

若定义体系的一个性质A,在状态1,A有值A1;在状态2,有值A2,不管实现从1到2的途径如何,A在两状态之间的差值dA≡A2-A1恒成立,则A即称为状态函数。例如:温度、压力、体积、密度、能量、形态等,还有热力学函数:U(内能)、H(焓)、G(吉布斯函数)、F(自由能)、S(熵)等可以定义为体系的一个与路径无关的性质,而功和热则不可以,因为功和热无法与体系的特定状态联系在一起。

到此,以上就是小编对于状态函数特点有哪些的问题就介绍到这了,希望介绍的4点解答对大家有用,有任何问题和不懂的,欢迎各位老师在评论区讨论,给我留言。

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