状态函数是什么意思？

Question

如题所述

Answer 1

状态函数（state function）,即指表征体系特性的宏观性质,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）.状态函数只对平衡状态的体系有确定值,其变化值只取决于系统的始态和终态.另外,状态函数之间相互关联、相互制约.状态函数按其性质可分为两类,即广度性质和强度性质,其区别在于是否与物质的量有关.
概念
在一定的条件下,系统的性质不再随时间而变化,其状态就是确定的,系统状态的一系列表征系统的物理量被称为状态函数（state function）.
有时候也被称作热力学势,但“热力学势”更多的时候是特指内能、焓、吉布斯自由能、亥姆霍茨自由能等四个具有能量量纲的热力学函数.
状态函数表征和确定体系状态的宏观性质.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.
在求各种热力学函数时,通常需要作路径积分（path integral）,若积分结果与路径无关,该函数称为状态函数,否则即称为非状态函数.
若定义体系的一个性质A,在状态1,A有值A1；在状态2,有值A2,不管实现从1到2的途径如何,A在两状态之间的差值dA≡A2-A1恒成立,则A即称为状态函数.
例如：温度、压力、体积、密度、能量、形态等,还有热力学函数：U(内能)、H(焓)、G(吉布斯函数)、F(自由能)、S(熵)等可以定义为体系的一个与路径无关的性质,而功和热则不可以,因为功和热无法与体系的特定状态联系在一起.
特征
1、状态函数的变化值只取决于系统的始态和终态,与中间变化过程无关；并非所有的状态函数都是独立的,有些是相互关联、相互制约的,例如：对于普通的 温度-体积 热力学体系,p（压强）、V（体积）、T（温度）、n（物质的量）四个只有三个是独立的,p与V相互之间常有状态方程f(p,V)=0相关联（如理想气体中pV=nRT）.
2、状态函数的微变dX为全微分.全微分的积分与积分路径无关.利用这两个特征,可判断某函数是否为状态函数.
3、具有单值性.
4、.状态函数的集合（和、差、积、商）也是状态函数.

Answer 2

状态函数是表征体系特性的宏观性质，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。状态函数只对平衡状态的体系有确定值，其变化值只取决于系统的始态和终态。另外，状态函数之间相互关联、相互制约。状态函数按其性质可分为两类，即广度性质和强度性质，其区别在于是否与物质的量有关。