过程函数

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系统属性注意:共轭变量以斜体显示 材料特性 属性数据库 可压缩性β=−{\\displaystyle\\beta=-} 热膨胀α={\\displaystyle\\alpha=} 方程式 卡诺定理 克劳修斯定理 基本关系 理想气体定律 麦克斯韦关系 Onsager互惠关系 布里奇曼方程 热力学方程表 潜力 自由能 自由熵 内能U(S,V){\\displaystyleU(S,V)} 焓H(S,p)...
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过程函数

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系统属性注意:共轭变量以斜体显示

材料特性

压缩性 β = − {\displaystyle \beta =-}
热膨胀 α = {\displaystyle \alpha =}

方程式

  • 卡诺定理
  • 克劳修斯定理
  • 基本关系
  • 理想气体定律
  • 麦克斯韦关系
  • Onsager 互惠关系
  • 布里奇曼方程
  • 热力学方程表

潜力

  • 自由能
  • 自由熵
  • 内能 U ( S , V ) {\displaystyle U(S,V)}
  • 焓 H ( S , p ) = U + p V {\displaystyle H(S,p)=U+pV}
  • 亥姆霍兹自由能 A ( T , V ) = U − T S {\displaystyle A(T,V)=U-TS}
  • 吉布斯自由能 G ( T , p ) = H − T S {\displaystyle G(T,p)=H-TS}

在热力学中,为了描述过程通过热力学系统平衡状态空间的路径而明确定义的量称为过程函数,或者,过程量或路径函数。 例如,机械功和热量是过程函数,因为它们定量地描述了热力学系统平衡状态之间的转变。

路径函数取决于从一个状态到达另一个状态所采用的路径。 不同的路线给出不同的数量。 路径函数的示例包括功、热量和弧长。 与路径函数相反,状态函数独立于所采用的路径。 热力学状态变量是点函数,不同于路径函数。 对于一个给定的状态,作为一个点,每个状态变量和状态函数都有一个确定的值。

过程函数 X 的无穷小变化通常用 δX 表示,以区别于状态函数 Y 的无穷小变化(记为 dY)。 量 dY 是一个精确的微分,而 δX 不是,它是一个不精确的微分。 可以对过程函数中的无穷小变化进行积分,但两个状态之间的积分取决于两个状态之间采取的特定路径,而状态函数的积分只是两点处状态函数的差异,与 采取的路径。

过程函数

通常,过程函数 X 可以是完整的或非完整的。 对于完整过程函数,可以定义辅助状态函数(或积分因子)λ,使得 Y = λX 是状态函数。 对于非完整过程函数,不能定义这样的函数。 换句话说,对于完整过程函数,可以定义 λ 使得 dY = λδX 是一个精确微分。 例如,热力学功是一个完整过程函数,因为积分因子 λ = 1/p(其中 p 是压力)将产生体积状态函数 dV = δW/p 的精确微分。 Carathéodory 陈述的热力学第二定律本质上相当于这样的陈述:热是一个完整的过程函数,因为积分因子 λ = 1/T(其中 T 是温度)将产生熵状态函数的精确微分 dS = δQ/ T。

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