Raktų skirtumas – būsenos funkcija ir kelio funkcija
Termodinamika yra pagrindinė fizikinės chemijos šaka, nurodanti termocheminius ryšius su įvairiomis energijos ir darbo formomis. Yra keturi termodinaminiai dėsniai, naudojami apibūdinant termodinaminės sistemos elgesį. Būsenos funkcija ir kelio funkcija yra du būdai išreikšti skirtingas termodinamines sistemų savybes. Pagrindinis skirtumas tarp būsenos funkcijos ir kelio funkcijos yra tas, kad būsenos funkcijos nepriklauso nuo kelio ar proceso, tuo tarpu kelio funkcijos priklauso nuo kelio ar proceso. Todėl būsenos funkcija ir kelio funkcija yra priešingos viena kitai.
Kas yra būsenos funkcija
Būsenos funkcija yra termodinaminis terminas, naudojamas įvardyti savybę, kurios vertė nepriklauso nuo kelio, nueito iki tos konkrečios vertės. Būsenos funkcijos taip pat žinomos kaip taško funkcijos. Būsenos funkcija priklauso tik nuo dabartinės termodinaminės sistemos būsenos ir jos pradinės būsenos (nepriklausomai nuo kelio). Termodinaminės sistemos būsenos funkcija apibūdina tos sistemos pusiausvyros būseną, neatsižvelgiant į tai, kaip sistema pasiekė tą būseną.
Būsenos funkcijų pavyzdžiai
- Mišios
- Energija – entalpija, vidinė energija, laisva Gibso energija ir kt.
- Entropija
- Slėgis
- Temperatūra
- Tūris
- Cheminė sudėtis
- Aukštis
Būsenos funkcija priklauso nuo trijų dalykų: savybės, pradinės vertės ir galutinės vertės. Entalpija yra būsenos funkcija. Jis gali būti pateiktas kaip matematinė išraiška, kaip nurodyta toliau.
Jei t1 yra galutinė būsena, t0 yra pradinė būsena, o h yra sistemos entalpija.
Kas yra kelio funkcija?
Kelio funkcija yra termodinaminis terminas, naudojamas pavadinti savybę, kurios vertė priklauso nuo kelio, nueito iki tos konkrečios vertės. Kitaip tariant, kelio funkcija priklauso nuo kelio, kuriuo nueita iki galutinės būsenos iš pradinės būsenos. Kelio funkcija taip pat vadinama proceso funkcija.
Kelio funkcija skirtingiems takams suteikia skirtingas reikšmes. Taigi kelio funkcijos turi kintamas reikšmes, priklausomai nuo maršruto. Todėl matematiškai išreiškiant kelio funkciją, norint integruoti kelio funkciją, reikia kelių integralų ir ribų.
Kelio funkcijų pavyzdžiai
- Mechaninis darbas
- Šiluma
- Arkos ilgis
Vidinė energija pateikiama pagal šią lygtį:
∆U=q + w
Kur ∆U – vidinės energijos pokytis, q – šiluma, o w – mechaninis darbas. Vidinė energija yra būsenos funkcija, tačiau šiluma ir darbas yra kelio funkcijos.
Kokie yra būsenos funkcijos ir kelio funkcijos panašumai?
- Abi funkcijos aprašytos termodinamikoje.
- Abi yra termodinaminių sistemų savybės.
Kuo skiriasi būsenos funkcija ir kelio funkcija?
Būsenos funkcija prieš kelio funkciją |
|
| Būsenos funkcija yra termodinaminis terminas, naudojamas įvardyti savybę, kurios reikšmė nepriklauso nuo kelio, kuriuo buvo pasiekta ta konkrečia reikšmė. | Kelio funkcija yra termodinaminis terminas, naudojamas pavadinti ypatybę, kurios vertė priklauso nuo kelio, nueito iki tos konkrečios vertės. |
| Kiti vardai | |
| Būsenos funkcijos taip pat vadinamos taško funkcijomis. | Kelio funkcijos taip pat vadinamos proceso funkcijomis. |
| Apdoroti | |
| Būsenos funkcijos nepriklauso nuo kelio ar proceso. | Kelio funkcijos priklauso nuo kelio arba proceso. |
| Integracija | |
| Būsenos funkciją galima integruoti naudojant pradines ir galutines sistemos termodinaminės savybės reikšmes. | Kelio funkcijai reikia kelių integralų ir integravimo ribų, kad būtų galima integruoti nuosavybę. |
| Vertės | |
| Būsenos funkcijos reikšmė išlieka ta pati, nepaisant žingsnių skaičiaus. | Vieno etapo proceso kelio funkcijos reikšmė skiriasi nuo kelių etapų proceso. |
| Pavyzdžiai | |
| Būsenos funkcijos apima entropiją, entalpiją, masę, tūrį, temperatūrą ir kt. | Kelio funkcijos apima šilumos ir mechaninį darbą. |
Santrauka – būsenos funkcija prieš kelio funkciją
Būsenos funkcija ir kelio funkcija yra dvi termodinaminių išraiškų formos, kurios suteikia skirtingas termodinaminių sistemų savybes. Šie terminai skiriasi vienas nuo kito; pagrindinis skirtumas tarp būsenos funkcijos ir kelio funkcijos yra tas, kad būsenos funkcijos nepriklauso nuo kelio ar proceso, tuo tarpu kelio funkcijos priklauso nuo kelio ar proceso.
