态函数

王朝百科·作者佚名  2010-04-01
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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”

 
 
 
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