態函數 | state function中文
在熱力學中,熱力學函數(英語:Statefunction),或稱熱力學參數、狀態函數,是描述熱力學系統的宏觀物理量。處於平衡狀態的熱力學系統,各宏觀物理量具有確定的值,並且這些物理量僅由系統所處的狀態所決定,與達到平衡態的過程無關。決定物質狀態的物理量被稱為狀態函數。其中包含了「熱力學勢」,熱力學勢特指下面提到的四個具有能量因次的熱力學函數。熱力學系統的狀態函數一般存在一定的相互依存關係。如理想氣體的狀態方程式中,可以任意選取其中的兩個狀態函數為獨立變量,而把其他的統計量看作它們的函數。熱力學函數之間的...
在熱力學中, 熱力學函數(英語:State function),或稱熱力學參數、狀態函數,是描述熱力學系統的宏觀物理量。處於平衡狀態的熱力學系統,各宏觀物理量具有確定的值,並且這些物理量僅由系統所處的狀態所決定,與達到平衡態的過程無關。決定物質狀態的物理量被稱為狀態函數。其中包含了「熱力學勢」,熱力學勢特指下面提到的四個具有能量因次的熱力學函數。
熱力學系統的狀態函數一般存在一定的相互依存關係。如理想氣體的狀態方程式中,可以任意選取其中的兩個狀態函數為獨立變量,而把其他的統計量看作它們的函數。熱力學函數之間的依存關係具有普適性。
簡單系統的的熱力學函數[編輯]簡單熱力學系統(如量子、古典氣體系統)一般具有以下熱力學函數,可以任意選取其中兩個作為獨立變量: 量綱(單位)不是能量的熱力學函數
量綱(單位)是能量的熱力學勢
熱力學勢[編輯]上面給出的熱力學函數中,後四個具有能量的因次,單位都為焦耳,這四個量通常稱為「熱力學勢」。
其中,
T =溫度, S =熵, P =壓力, V =體積具有 廣義力 和 廣義位移 Xi{displaystyle X_{i}} xi{displaystyle x_{i}} 熱力學系統, 內能U{displaystyle U}的微分式可從熱力學第一定律得知:
dU=TdS−∑iXidxi+∑jμjdNj{displaystyle dU=T,dS-sum _{i}X_{i},dx_{i}+sum _{j}mu _{j},dN_{j},}公式內的U、S和V是熱力學的狀態函數,也可用於非平衡、不可逆的過程。
其餘三個熱力學勢可經由 勒壤得轉換 (Legendre transform)轉換自變數而得到。
dU{displaystyle mathrm {d} U,} ={displaystyle !!=!!} TdS{displaystyle Tmathrm {d} S,} −{displaystyle -,} pdV{displaystyle pmathrm {d} V,} +∑iμidNi{displaystyle +sum _{i}...