状态函数是 表征体系特性的宏观性质的函数或量,它只对平衡状态的体系有确定值,并且其变化值只取决于系统的始态和终态。状态函数之间相互关联、相互制约。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、亥姆霍茨自由能等。
状态函数有以下几个特点:
唯一性:
状态函数在某一时刻描述的是系统的唯一状态,与中间过程无关。
平衡性:
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。
路径无关性:
某些状态函数(如内能、焓、吉布斯自由能、亥姆霍茨自由能)的值与路径无关,这些被称为热力学势。
加和性:
有些状态函数(如质量、体积、内能)是容量性质,它们的量只与体系中所含物质的量成正比关系,具有加和性。
状态函数在热力学中有广泛的应用,例如在计算和预测系统的热力学性质、进行热力学过程分析等方面。通过状态函数,可以更全面和准确地了解系统的运行状况,从而做出相应的决策和预测。