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在一定的條件下,系統(tǒng)的性質(zhì)不再隨時間而變化,其狀態(tài)就是確定的,系統(tǒng)狀態(tài)的一系列表征系統(tǒng)的物理量被稱為狀態(tài)函數(shù)(state function)。有時候也被稱作熱力學勢,但“熱力學勢”更多的時候是特指內(nèi)能、焓、吉布斯自由能、醫(yī)學教|育網(wǎng)搜集整理亥姆霍茨自由能等四個具有能量量綱的熱力學函數(shù)。
狀態(tài)函數(shù)表征和確定體系狀態(tài)的宏觀性質(zhì)。狀態(tài)函數(shù)只對平衡狀態(tài)的體系有確定值,對于非平衡狀態(tài)的體系則無確定值。
在求各種熱力學函數(shù)時,通常需要作路徑積分(path integral),若積分結果與路徑無關,該函數(shù)稱為狀態(tài)函數(shù),否則即稱為非狀態(tài)函數(shù)。
若定義體系的一個性質(zhì)A,在狀態(tài)1,A有值A1;在狀態(tài)2,有值A2,不管實現(xiàn)從1到2的途徑如何,A在兩狀態(tài)之間的差值dA≡A2-A1恒成立,則A即稱為狀態(tài)函數(shù)。
例如:溫度、壓力、體積、密度、能量、形態(tài)等,還有熱力學函數(shù):U(內(nèi)能)、H(焓)、G(吉布斯函數(shù))、F(自由能)、S(熵)等可以定義為體系的一個與路徑無關的性質(zhì),而功和熱則不可以,因為功和熱無法與體系的特定狀態(tài)聯(lián)系在一起。