Galvenā atšķirība - stāvokļa funkcija pret ceļa funkciju
Termodinamika ir galvenā fizikālās ķīmijas nozare, kas norāda uz termoķīmiskajām attiecībām ar dažādiem enerģijas un darba veidiem. Termodinamiskās sistēmas uzvedības aprakstīšanai tiek izmantoti četri termodinamiskie likumi. Stāvokļa funkcija un ceļa funkcija ir divi veidi, kā izteikt dažādas sistēmu termodinamiskās īpašības. Galvenā atšķirība starp stāvokļa funkciju un ceļa funkciju ir tāda, ka stāvokļa funkcijas nav atkarīgas no ceļa vai procesa, turpretim ceļa funkcijas ir atkarīgas no ceļa vai procesa. Tāpēc stāvokļa funkcija un ceļa funkcija ir pretējas viena otrai.
Kas ir stāvokļa funkcija
Stāvokļa funkcija ir termodinamisks termins, ko izmanto, lai nosauktu rekvizītu, kura vērtība nav atkarīga no konkrētās vērtības sasniegšanas ceļa. Stāvokļa funkcijas sauc arī par punktu funkcijām. Stāvokļa funkcija ir atkarīga tikai no termodinamiskās sistēmas pašreizējā stāvokļa un tās sākotnējā stāvokļa (neatkarīgi no ceļa). Termodinamiskās sistēmas stāvokļa funkcija apraksta šīs sistēmas līdzsvara stāvokli neatkarīgi no tā, kā sistēma nonāca šajā stāvoklī.
Stāvokļa funkciju piemēri
- Mise
- Enerģija – entalpija, iekšējā enerģija, Gibsa brīvā enerģija utt.
- Entropija
- Spiediens
- Temperatūra
- Skaļums
- Ķīmiskais sastāvs
- Augstums
Stāvokļa funkcija ir atkarīga no trim lietām: īpašuma, sākotnējās vērtības un galīgās vērtības. Entalpija ir stāvokļa funkcija. To var norādīt kā matemātisku izteiksmi, kā norādīts tālāk.
Kurā t1 ir beigu stāvoklis, t0 ir sākuma stāvoklis un h ir sistēmas entalpija.
Kas ir ceļa funkcija?
Ceļa funkcija ir termodinamisks termins, ko izmanto, lai nosauktu rekvizītu, kura vērtība ir atkarīga no ceļa, kas veikts, lai sasniegtu šo konkrēto vērtību. Citiem vārdiem sakot, ceļa funkcija ir atkarīga no ceļa, kas veikts, lai sasniegtu galīgo stāvokli no sākotnējā stāvokļa. Ceļa funkciju sauc arī par procesa funkciju.
Ceļa funkcija dod dažādas vērtības dažādiem ceļiem. Tādējādi ceļa funkcijām ir mainīgas vērtības atkarībā no maršruta. Tāpēc, izsakot ceļa funkciju matemātiski, lai integrētu ceļa funkciju, ir nepieciešami vairāki integrāļi un ierobežojumi.
Ceļa funkciju piemēri
- Mehāniskais darbs
- Siltums
- Lokas garums
Iekšējo enerģiju nosaka šāds vienādojums:
∆U=q + w
Kur ∆U ir iekšējās enerģijas izmaiņas, q ir siltums un w ir mehāniskais darbs. Iekšējā enerģija ir stāvokļa funkcija, bet siltums un darbs ir ceļa funkcijas.
Kādas ir stāvokļa funkcijas un ceļa funkcijas līdzības?
- Abas ir termodinamikā aprakstītas funkcijas.
- Abas ir termodinamisko sistēmu īpašības.
Kāda ir atšķirība starp stāvokļa funkciju un ceļa funkciju?
Stāvokļa funkcija pret ceļa funkciju |
|
| Stāvokļa funkcija ir termodinamisks termins, ko izmanto, lai nosauktu īpašību, kuras vērtība nav atkarīga no ceļa, kas veikts, lai sasniegtu šo konkrēto vērtību. | Ceļa funkcija ir termodinamisks termins, ko izmanto, lai nosauktu rekvizītu, kura vērtība ir atkarīga no ceļa, kas veikts, lai sasniegtu šo konkrēto vērtību. |
| Citi vārdi | |
| Stāvokļa funkcijas sauc arī par punktu funkcijām. | Ceļa funkcijas sauc arī par procesa funkcijām. |
| Apstrādāt | |
| Stāvokļa funkcijas nav atkarīgas no ceļa vai procesa. | Ceļa funkcijas ir atkarīgas no ceļa vai procesa. |
| Integrācija | |
| Stāvokļa funkciju var integrēt, izmantojot sistēmas termodinamiskās īpašības sākotnējās un beigu vērtības. | Ceļa funkcijai ir nepieciešami vairāki integrāļi un integrācijas ierobežojumi, lai integrētu īpašumu. |
| Vērtības | |
| Stāvokļa funkcijas vērtība paliek nemainīga neatkarīgi no soļu skaita. | Vienpakāpju procesa ceļa funkcijas vērtība atšķiras no vairākpakāpju procesa. |
| Piemēri | |
| Stāvokļa funkcijas ietver entropiju, entalpiju, masu, tilpumu, temperatūru utt. | Ceļa funkcijas ietver siltuma un mehānisko darbu. |
Kopsavilkums - stāvokļa funkcija pret ceļa funkciju
Stāvokļa funkcija un ceļa funkcija ir divi termodinamisko izteiksmju veidi, kas piešķir dažādas termodinamisko sistēmu īpašības. Šie termini atšķiras viens no otra; galvenā atšķirība starp stāvokļa funkciju un ceļa funkciju ir tāda, ka stāvokļa funkcijas nav atkarīgas no ceļa vai procesa, turpretim ceļa funkcijas ir atkarīgas no ceļa vai procesa.
