什么是状态函数?它有什么性质

如题所述

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。

扩展资料:

状态函数具有如下特点:

(1)体系状态一定,状态函数就有定值;

(2)状态函数的改变值仅决定始终态与变化的途径无关;

(3)体系恢复到原来的状态,状态函数恢复到原值;

(4)状态函数是单值、连续、可微函数。

(5)状态函数的变化值只取决于系统的始态和终态,与中间变化过程无关;并非所有的状态函数都是独立的,有些是相互关联、相互制约的。

例如:对于普通的 温度-体积 热力学体系,p(压强)、V(体积)、T(温度)、n(物质的量)四个只有三个是独立的,p与V相互之间常有状态方程f(p,V)=0相关联(如理想气体中pV=nRT)。

(6)状态函数的微变dX为全微分。全微分的积分与积分路径无关。利用这两个特征,可判断某函数是否为状态函数。

参考资料来源:百度百科-状态函数

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第1个回答  2018-12-10

当系统的状态发生改变时,它的一系列性质也随着改变,改变的量,只取决于初态和终态,而与变化时所经历的途径无关。在热力学中,把具有这种特性的物理量叫作状态函数。状态函数是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)。

扩展回答

状态函数按其性质可分为两类:

1、一类是容量性质(又称广度性质)。在一定条件下,这类性质的量只与体系中所含物质的量成正比关系,具有加和性。如质量、体积、内能等。

2、另一类是强度性质,其量值与系统中物质的量无关,不具有加和性,仅决定于系统本身的特性。如密度、温度等。

状态函数特点:

1、状态函数的变化值只取决于系统的始态和终态,与中间变化过程无关;并非所有的状态函数都是独立的,有些是相互关联、相互制约的。

2、状态函数的微变dX为全微分。全微分的积分与积分路径无关。利用这两个特征,可判断某函数是否为状态函数。

3、具有单值性。

4、状态函数的集合(和、差、积、商)也是状态函数。

参考资料来源:百度百科-状态函数

第2个回答  推荐于2018-03-08
状态函数是用来描述物质的状态的,如体积V,质量m,温度T,压强P,密度等,包括强度性质(T,P,密度等)与广度性质(V,m等)。强度性质没有加和性,如50度的水和50度的水混合还是50度,广度性质有加和性,如1克水和1克水混合就有两克水。其实不要拘泥于函数两个字,“1千克50度的水”中“1千克”“50度”就是描述水的状态的状态函数。本回答被网友采纳
第3个回答  2019-04-26

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第4个回答  2019-12-23
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。 状态函数按其性质可分为两类,即广度性质和...
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