Ključna razlika – funkcija stanja proti funkciji poti
Termodinamika je glavna veja fizikalne kemije, ki označuje termokemične odnose z različnimi oblikami energije in dela. Obstajajo štirje termodinamični zakoni, ki se uporabljajo za opis obnašanja termodinamičnega sistema. Funkcija stanja in funkcija poti sta dva načina za izražanje različnih termodinamičnih lastnosti sistemov. Ključna razlika med funkcijo stanja in funkcijo poti je v tem, da funkcije stanja niso odvisne od poti ali procesa, medtem ko so funkcije poti odvisne od poti ali procesa. Zato sta si funkcija stanja in funkcija poti nasprotni.
Kaj je funkcija stanja
Funkcija stanja je termodinamični izraz, ki se uporablja za poimenovanje lastnosti, katere vrednost ni odvisna od poti, po kateri je dosežena določena vrednost. Funkcije stanja so znane tudi kot točkovne funkcije. Funkcija stanja je odvisna samo od trenutnega stanja termodinamičnega sistema in njegovega začetnega stanja (neodvisno od poti). Funkcija stanja termodinamičnega sistema opisuje ravnotežno stanje tega sistema ne glede na to, kako je sistem prišel do tega stanja.
Primeri državnih funkcij
- maša
- Energija – entalpija, notranja energija, Gibbsova prosta energija itd.
- Entropija
- Tlak
- Temperatura
- Glasnost
- Kemična sestava
- Nadmorska višina
Funkcija stanja je odvisna od treh stvari: lastnosti, začetne vrednosti in končne vrednosti. Entalpija je funkcija stanja. Podamo ga lahko kot matematični izraz, kot je podan spodaj.
V katerem je t1 končno stanje, t0 začetno stanje in h entalpija sistema.
Kaj je funkcija poti?
Funkcija poti je termodinamični izraz, ki se uporablja za poimenovanje lastnosti, katere vrednost je odvisna od poti, po kateri je dosežena določena vrednost. Z drugimi besedami, funkcija poti je odvisna od poti, po kateri se doseže končno stanje iz začetnega stanja. Funkcija poti se imenuje tudi procesna funkcija.
Funkcija poti daje različne vrednosti za različne poti. Zato imajo funkcije poti spremenljive vrednosti glede na pot. Zato je pri matematičnem izražanju funkcije poti potrebnih več integralov in limitov za integracijo funkcije poti.
Primeri funkcij poti
- Mehanska dela
- Heat
- dolžina loka
Notranja energija je podana z naslednjo enačbo:
∆U=q + w
Pri čemer je ∆U sprememba notranje energije, q toplota in w mehansko delo. Notranja energija je funkcija stanja, toplota in delo pa sta funkciji poti.
Kakšne so podobnosti med funkcijo stanja in funkcijo poti?
- Obe sta funkciji, opisani v termodinamiki.
- Obe sta lastnosti termodinamičnih sistemov.
Kakšna je razlika med funkcijo stanja in funkcijo poti?
Funkcija stanja proti funkciji poti |
|
| Funkcija stanja je termodinamični izraz, ki se uporablja za poimenovanje lastnosti, katere vrednost ni odvisna od poti, po kateri je dosežena določena vrednost. | Funkcija poti je termodinamični izraz, ki se uporablja za poimenovanje lastnosti, katere vrednost je odvisna od poti, po kateri se doseže določena vrednost. |
| Druga imena | |
| Funkcije stanja imenujemo tudi točkovne funkcije. | Funkcije poti imenujemo tudi procesne funkcije. |
| Proces | |
| Funkcije stanja niso odvisne od poti ali procesa. | Funkcije poti so odvisne od poti ali procesa. |
| Integracija | |
| Funkcijo stanja je mogoče integrirati z uporabo začetnih in končnih vrednosti termodinamične lastnosti sistema. | Funkcija poti zahteva več integralov in omejitev integracije za integracijo lastnosti. |
| Vrednosti | |
| Vrednost funkcije stanja ostane enaka ne glede na število korakov. | Vrednost funkcije poti enostopenjskega procesa se razlikuje od večstopenjskega procesa. |
| Primeri | |
| Funkcije stanja vključujejo entropijo, entalpijo, maso, prostornino, temperaturo itd. | Funkcije poti vključujejo toploto in mehansko delo. |
Povzetek – Funkcija stanja proti funkciji poti
Funkcija stanja in funkcija poti sta dve obliki termodinamičnih izrazov, ki dajeta različne lastnosti termodinamičnih sistemov. Ti izrazi se med seboj razlikujejo; ključna razlika med funkcijo stanja in funkcijo poti je, da funkcije stanja niso odvisne od poti ali procesa, medtem ko so funkcije poti odvisne od poti ali procesa.
