Kluczowa różnica - funkcja stanu a funkcja ścieżki
Termodynamika to główna gałąź chemii fizycznej, która wskazuje na związki termochemiczne z różnymi formami energii i pracy. Istnieją cztery prawa termodynamiczne stosowane przy opisywaniu zachowania układu termodynamicznego. Funkcja stanu i funkcja ścieżki to dwa sposoby wyrażania różnych właściwości termodynamicznych układów. Kluczowa różnica między funkcją stanu a funkcją ścieżki polega na tym, że funkcje stanu nie zależą od ścieżki lub procesu, podczas gdy funkcje ścieżki zależą od ścieżki lub procesu. Dlatego funkcja stanu i funkcja ścieżki są sobie przeciwne.
ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowe różnice
2. Co to jest funkcja stanu
3. Czym jest funkcja ścieżki
4. Podobieństwa między funkcją stanu a funkcją ścieżki
5. Porównanie obok siebie - funkcja stanu a funkcja ścieżki w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie
Co to jest funkcja stanu
Funkcja stanu to termin termodynamiczny używany do nazwania właściwości, której wartość nie zależy od ścieżki prowadzącej do tej konkretnej wartości. Funkcje stanu są również znane jako funkcje punktowe. Funkcja stanu zależy tylko od aktualnego stanu układu termodynamicznego i jego stanu początkowego (niezależnie od ścieżki). Funkcja stanu układu termodynamicznego opisuje stan równowagi tego układu niezależnie od tego, jak układ doszedł do tego stanu.
Przykłady funkcji stanu
- Masa
- Energia - entalpia, energia wewnętrzna, energia swobodna Gibbsa itp.
- Entropia
- Ciśnienie
- Temperatura
- Tom
- Skład chemiczny
- Wysokość
Funkcja stanu zależy od trzech rzeczy: właściwości, wartości początkowej i wartości końcowej. Entalpia jest funkcją stanu. Można go podać jako wyrażenie matematyczne, jak podano poniżej.
W którym t 1 jest stanem końcowym, t 0 jest stanem początkowym, a h jest entalpią układu.
Co to jest funkcja ścieżki?
Funkcja ścieżki jest terminem termodynamicznym używanym do nazwania właściwości, której wartość zależy od ścieżki prowadzącej do określonej wartości. Innymi słowy, funkcja ścieżki zależy od ścieżki pokonanej w celu osiągnięcia stanu końcowego ze stanu początkowego. Funkcja ścieżki jest również nazywana funkcją procesu.
Funkcja ścieżki podaje różne wartości dla różnych ścieżek. Stąd funkcje ścieżek mają zmienne wartości w zależności od trasy. Dlatego przy matematycznym wyrażaniu funkcji ścieżki do całkowania funkcji ścieżki potrzeba wielu całek i granic.
Przykłady funkcji ścieżki
- Praca mechaniczna
- Ciepło
- Długość łuku
Energię wewnętrzną określa następujące równanie:
∆U = q + w
W którym ∆U to zmiana energii wewnętrznej, q to ciepło, aw to praca mechaniczna. Energia wewnętrzna jest funkcją stanu, ale ciepło i praca są funkcjami ścieżki.
Jakie są podobieństwa między funkcją stanu a funkcją ścieżki?
- Obie są funkcjami opisanymi w termodynamice.
- Obie są właściwościami układów termodynamicznych.
Jaka jest różnica między funkcją stanu a funkcją ścieżki?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
Funkcja stanu a funkcja ścieżki |
|
| Funkcja stanu to termin termodynamiczny używany do nazwania właściwości, której wartość nie zależy od ścieżki prowadzącej do tej konkretnej wartości. | Funkcja ścieżki jest terminem termodynamicznym używanym do nazwania właściwości, której wartość zależy od ścieżki prowadzącej do określonej wartości. |
| Inne nazwy | |
| Funkcje stanu są również nazywane funkcjami punktowymi. | Funkcje ścieżkowe są również nazywane funkcjami procesowymi. |
| Proces | |
| Funkcje stanu nie zależą od ścieżki ani procesu. | Funkcje ścieżek zależą od ścieżki lub procesu. |
| Integracja | |
| Funkcja stanu może być całkowana przy użyciu początkowych i końcowych wartości właściwości termodynamicznych układu. | Funkcja ścieżki wymaga wielu całek i ograniczeń integracji w celu zintegrowania właściwości. |
| Wartości | |
| Wartość funkcji stanu pozostaje taka sama bez względu na liczbę kroków. | Wartość funkcji ścieżki procesu jednoetapowego różni się od wartości procesu wieloetapowego. |
| Przykłady | |
| Funkcje stanu obejmują entropię, entalpię, masę, objętość, temperaturę itp. | Funkcje ścieżki obejmują ciepło i pracę mechaniczną. |
Podsumowanie - funkcja stanu a funkcja ścieżki
Funkcja stanu i funkcja ścieżki to dwie formy wyrażeń termodynamicznych, które dają różne właściwości układów termodynamicznych. Te terminy różnią się od siebie; kluczowa różnica między funkcją stanu a funkcją ścieżki polega na tym, że funkcje stanu nie zależą od ścieżki lub procesu, podczas gdy funkcje ścieżki zależą od ścieżki lub procesu.
