Seznam některých příkladů stavových funkcí. Zaškrtněte vše, co platí:
- vnitřní energie
- práce
- objem
- tlak
Vím, že stavová funkce je nezávislá na zvolené cestě, takže si myslím, že práce a objem jsou státní funkce. Mám pravdu?
Komentáře
- Ne. Práce není státní funkcí. Abychom byli přesnější ohledně definice stavové funkce, změna stavové funkce z termodynamického rovnovážného stavu A do termodynamického rovnovážného stavu B je jedinečná a nezávislá na všech procesních cestách, které vedou systém ze stavu A do stavu B. v případě práce závisí množství práce potřebné k přechodu ze stavu A do stavu B na cestě procesu a liší se například podle množství přidaného nebo odebraného tepla během procesu nebo podle toho, zda je proces reverzibilní nebo ne.
- Práce a teplo jsou hlavní příklady, které nejsou stavovými funkcemi. Hlavními příklady funkcí státu jsou vnitřní energie, entropie, entalpie, volná energie a energie Heimholtze.
Odpověď
Řekněme, že jdeš do Stonehenge.
Vidíš tam velkou skálu.
Můžeš pozorovat stav skály.
Ale kolik práce bylo provedeno, aby se tam ta skála dostala? Jak daleko pocházela skála? Byla to cesta z kopce nebo do kopce? Byl kámen tažen, pohybován koly nebo tažen na saních po sněhu?
Takže můžete znát přesný stav skály, ale ne kolik práce bylo provedeno, aby se to dostalo do tohoto stavu.
Proto práce není stavovou funkcí. Ostatní uvedené v cvičení, tj. vnitřní energie, tlak, objem, teplota, jsou všechny stavové funkce.
Odpověď
Mezi příklady stavové funkce patří (1) vnitřní energie, (3) objem a (4) tlak.
Je to proto, že stavová funkce je hodnota, ve které závisí na stavu daného konkrétního systému hodnota změny stavové funkce je vždy rozdíl mezi konečnou a počáteční hodnotou. Je důležité si uvědomit, že hodnota závisí pouze na stavu systému, nikoli na tom, jak systém do tohoto stavu dospěl.